JP2003140593A - Method and device for video display and light source unit for video display - Google Patents

Method and device for video display and light source unit for video display

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JP2003140593A
JP2003140593A JP2001339629A JP2001339629A JP2003140593A JP 2003140593 A JP2003140593 A JP 2003140593A JP 2001339629 A JP2001339629 A JP 2001339629A JP 2001339629 A JP2001339629 A JP 2001339629A JP 2003140593 A JP2003140593 A JP 2003140593A
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light
image display
modulated
scanning line
emitting elements
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Application number
JP2001339629A
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Michihiko Sakurai
道彦 桜井
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and a device for video display for displaying video with high dynamic resolution and high presence and a light source unit for the video display. SOLUTION: The video display device displays the video at a frame frequency, nearly equal to or above the ratio of the minimum resolution visual angle of the human eye and the maximum angular speed of the pursuit movement of the eyeball.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は映像表示方法及び装
置、並びに映像表示用光源装置に関し、例えば投射型映
像表示装置(プロジェクタ装置)に適用して好適なもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image display method and device, and an image display light source device, and is suitable for application to, for example, a projection type image display device (projector device).

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、映像表示装置においては、多数の
静止映像を順次切り替えて、動画として表示をしてい
る。そして、映像表示装置が単位時間に表示する画像フ
レーム数は、フレーム周波数、フレームレート又はコマ
数などと呼ばれる。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a video display device, a large number of still images are sequentially switched and displayed as a moving image. The number of image frames displayed by the video display device per unit time is called a frame frequency, a frame rate, or the number of frames.

【0003】例えば放送規格では、NTSC(National
Television System Committee)方式のフレーム周波数
が29.97〔Hz〕、BS(Broadcasting Satellite)ディ
ジタル放送規格1080pが59.94〔Hz〕に規定され、PC
(Personal Computer )ディスプレイ用VESA(Vide
o Electronics Standards Association)規格では、U
XGAの場合が最高85〔Hz〕と規定されている。また映
画フィルムは、毎秒24〔コマ〕である。
For example, according to the broadcasting standard, NTSC (National
Television System Committee) frame frequency is 29.97 [Hz], BS (Broadcasting Satellite) digital broadcasting standard 1080p is defined as 59.94 [Hz], PC
(Personal Computer) VESA for display (Vide
o Electronics Standards Association)
The maximum for XGA is specified as 85 [Hz]. In addition, the movie film is 24 frames per second.

【0004】このような映像表示装置における動画の表
示は、人の眼の視覚特性に起因する仮現運動を利用して
いる。そのためかかる映像表示装置におけるフレーム周
波数等は、自然な動画像として知覚し得るように規定さ
れている。
The display of a moving image on such a video display device utilizes apparent movement caused by the visual characteristics of the human eye. Therefore, the frame frequency and the like in such a video display device are specified so that they can be perceived as a natural moving image.

【0005】しかし、一般に低フレーム周波数で映像を
表示すると、画面にフリッカー(ちらつき)が生じ、再
生画質が劣化することが知られている。このため例えば
映画の場合、このフリッカーを緩和する工夫として、1
フレーム当り2回の発光を行っている。またNTSC方
式の場合には、フレーム周波数が29.97〔Hz〕と低い
が、2:1インターレース方式で1/2フレームずつ2
倍のフィールド周波数59.94〔Hz〕で飛び越し走査によ
り映像を表示することにより、フリッカーの発生を緩和
している。
However, it is generally known that when an image is displayed at a low frame frequency, flicker (flicker) occurs on the screen and the reproduced image quality deteriorates. Therefore, for example, in the case of movies, as a measure to mitigate this flicker, 1
Light is emitted twice per frame. Also, in the case of the NTSC system, the frame frequency is as low as 29.97 [Hz], but in the 2: 1 interlace system, 1/2 frame is used for every 2 frames.
The occurrence of flicker is mitigated by displaying an image by interlaced scanning at double field frequency 59.94 [Hz].

【0006】一方、BSディジタル放送規格1080pフォ
ーマットでは、59.94〔Hz〕順次走査により、フリッカ
ーの発生を抑制しつつ、より高精細で高品質な動画像の
表示を可能としている。
On the other hand, in the BS digital broadcast standard 1080p format, 59.94 [Hz] progressive scanning enables the display of higher-definition and high-quality moving images while suppressing the occurrence of flicker.

【0007】PC用ディスプレイでは、さらにフレーム
周波数(リフレッシュレート)が高く設定され、最近で
は、85〔Hz〕以上に設定されるようになっている。これ
はPC用ディスプレイを文書処理などの文字表示を主体
とした静止画表示用途で利用する場合にフリッカーを感
じ易くなるためといわれる。
In PC displays, the frame frequency (refresh rate) is set higher, and recently, it has been set to 85 [Hz] or higher. This is because flicker is likely to be felt when the PC display is used for still image display mainly for character display such as document processing.

【0008】その理由は一般に以下のように説明され
る。すなわち、人の網膜に存在する視細胞には、錐体及
び桿体の2種類あることが知られている。錐体は、色を
感じる能力を備え、黄斑部に密に分布する。そして錐体
は、その中央部の中心窩付近で分解視角感度が最も高く
なる。また黄斑部による視覚範囲は、視野角で約1
〔°〕ほどに相当する。一方、桿体は網膜に広く分布す
る者で、色識別能力はないが、明暗に高感度に反応す
る。ある報告によると、視軸に対して角度30〔°〕ほど
で明滅する光ビームを網膜に入射させてフリッカーの有
無を測定した結果、桿体を主とする視覚応答感度は、画
像コントラストが高い場合には70〔Hz〕程度まで達する
という。
The reason is generally explained as follows. That is, it is known that there are two types of photoreceptor cells existing in the human retina: cones and rods. The cones have the ability to perceive color and are densely distributed in the macula. Then, the cone has the highest resolved visual angle sensitivity near the fovea at the center thereof. The visual range of the macula is about 1 in terms of viewing angle.
Equivalent to [°]. On the other hand, rods are widely distributed in the retina and have no color discrimination ability, but respond to light and dark with high sensitivity. According to a report, the presence or absence of flicker was measured by injecting a light beam that blinks at an angle of about 30 ° with respect to the visual axis into the retina, and as a result, the visual response sensitivity of the rod is high in image contrast. In some cases, it will reach up to about 70 [Hz].

【0009】グラフィック処理や文書処理などの静止画
表示の用途では、視点とスクリーンの距離が近接するた
め、画面見込み角は大きい。その結果、スクリーン映像
は網膜上の広範囲に投影されるため、黄斑部から距離が
大きく離れた周辺部に分布する桿体で受光することにな
る。そのためフリッカーより高いフレーム周波数まで感
受することになる。従って、PC用ディスプレイで上述
のような使用条件におけるフリッカー緩和のために、85
〔Hz〕以上のより高いフレーム周波数が採用されること
になる。
In applications such as graphic processing and document processing for displaying a still image, the viewpoint and the screen are close to each other, so that the screen viewing angle is large. As a result, since the screen image is projected over a wide area on the retina, it is received by the rods distributed in the peripheral portion, which is far away from the macula. Therefore, a frame frequency higher than that of flicker is perceived. Therefore, in order to reduce the flicker under the above-mentioned usage conditions on a PC display, 85
Higher frame frequencies above [Hz] will be adopted.

【0010】このようにフリッカー対策として、フレー
ム周波数の高速化が画質向上に有効である。
Thus, as a countermeasure against flicker, increasing the frame frequency is effective for improving the image quality.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】さて、最近では、HD
TV(High Definition Television)システムやUXG
Aディスプレイの導入など、放送及びPC分野で映像の
高解像度化・高画質化が急速に進展している。画素数増
加による高解像度化は、大画面スクリーンによる臨場感
ある映像を実現し、今後、いっそう進展するものと期待
される。
Recently, in recent years, HD
TV (High Definition Television) system and UXG
With the introduction of the A display, high resolution and high image quality of video are rapidly progressing in the fields of broadcasting and PC. Higher resolution due to the increase in the number of pixels will realize realistic images on a large screen, and is expected to make further progress in the future.

【0012】このように映像の高品質化、高臨場感化に
向う進展の長い道のりで、比較的新しい画像品質に関す
る課題として、動解像度の問題がある。
[0012] As described above, the dynamic resolution is a relatively new issue relating to the image quality on the long-distance road toward higher image quality and higher realism.

【0013】動解像度は、動画像における画面上を運動
する物体像の解像度を表すもので、いくつかの要因によ
って決定される。その一つは、入力画像の質であり、各
フレーム画像のボケの程度に依存する。またもう一つ
は、映像装置の画面走査方法で、ビーム走査、ライン走
査、面順次走査の方法と、そのフレーム周波数、階調表
示のためのサブフレームの構成方法などによる。
The dynamic resolution represents the resolution of an object image moving on the screen in a moving image, and is determined by several factors. One of them is the quality of the input image, which depends on the degree of blurring of each frame image. The other is a screen scanning method of a video device, which includes a beam scanning method, a line scanning method, a frame sequential scanning method, a frame frequency thereof, a sub-frame forming method for gradation display, and the like.

【0014】動解像度の問題は、例えば映像信号のPA
L(Phase Alternation by Line)方式−NTSC方式
間での変換や、インターレース走査から順次走査への画
像変換における映像品質の課題として議論されてきた
(例えば、栗田、杉浦、NHK技研R&D、No.45,1997
年5月、pp.39-53,(1997))。また動解像度と密接に関
連した問題として、PDP(Plasma Display Panel)に
おける動画偽輪郭ノイズ(S.Mikosiba,et al,:SID‘92
Digest,p.659,(1992))が議論されてきた。
The problem of the dynamic resolution is, for example, the PA of a video signal.
It has been discussed as a problem of image quality in conversion between the L (Phase Alternation by Line) system and the NTSC system, and in image conversion from interlaced scanning to progressive scanning (for example, Kurita, Sugiura, NHK Giken R & D, No. 45). , 1997
May, pp.39-53, (1997)). In addition, as a problem closely related to the dynamic resolution, a false contour noise of a moving image in a PDP (Plasma Display Panel) (S.Mikosiba, et al,: SID'92
Digest, p.659, (1992)) has been discussed.

【0015】このような動解像度劣化の解消のために
は、入力画像のボケ・ブレを低減するため、映像撮像時
のシャッタースピードを高速化する方法が有効である。
In order to eliminate such deterioration of the dynamic resolution, it is effective to increase the shutter speed at the time of image capturing in order to reduce the blurring or blurring of the input image.

【0016】しかし、ボケ・ブレの少ない画像をフレー
ム画像として採用した場合、フレーム周波数が低い映像
システムで表示する動画映像は、運動する物体の動きが
滑らかでない、不自然な映像として知覚されることが知
られている。実際、スポーツ放送など動きの速い被写体
を高速シャッターで撮影した映像で、被写体動作の不自
然さは良く目にすることである。
However, when an image with little blurring or blurring is adopted as a frame image, a moving image displayed by a video system having a low frame frequency is perceived as an unnatural image in which the motion of a moving object is not smooth. It has been known. In fact, in a video shot of a fast-moving subject such as sports broadcasting with a high-speed shutter, the unnaturalness of the subject movement is often seen.

【0017】通常、現行フォーマットによる動画表示シ
ステムでは、より低速なシャッタースピードを用いて撮
影することにより、自然で滑らかな動画表示を得てい
る。また最近のゲームマシンでは、動きの速い映像を作
成する場合、動画表示時に滑らかな映像に見えるよう
に、合成したブレのない静止画映像にモーションブラー
の追加処理を行っている。
Usually, in the moving image display system according to the current format, a natural and smooth moving image display is obtained by shooting with a slower shutter speed. Further, in recent game machines, when creating a fast-moving image, motion blur is added to a combined still image image so that the image looks smooth when a moving image is displayed.

【0018】このように現行では、フォーマットの制約
のために、自然で滑らかな動画表示と動解像度の低下と
のトレードオフは避けることができない。
As described above, at present, due to format restrictions, a trade-off between natural and smooth moving image display and reduction in dynamic resolution cannot be avoided.

【0019】本発明は、以上の点を考慮してなされたも
ので、現行の映像表示システムの動解像度への制限を解
消して、より高い動解像度でより高臨場感の映像を表示
させ得る映像表示方法及び装置、並びに映像表示用光源
装置を提案しようとするものである。
The present invention has been made in consideration of the above points, and it is possible to eliminate the restriction on the dynamic resolution of the current video display system and display a more realistic video with a higher dynamic resolution. An image display method and device, and a light source device for image display are proposed.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、映像表示方法において、人の眼の
最小分解視角と、眼球の追従運動の最大角速度との比に
概ね等しいフレーム周波数又はそれよりも高いフレーム
周波数で映像を表示するようにした。この結果、この映
像表示方法によれば、映像を眼球追従運動の特性限界の
解像度で表示することができ、従って、表示映像の動的
解像度を従来に比べて格段的に向上させることができ
る。
In order to solve the above problems, the present invention provides, in a video display method, a frame frequency which is approximately equal to the ratio of the minimum resolved viewing angle of the human eye to the maximum angular velocity of the eyeball following movement, or Images are displayed at a higher frame frequency than that. As a result, according to this image display method, the image can be displayed at the resolution of the characteristic limit of the eye-following movement, so that the dynamic resolution of the displayed image can be significantly improved as compared with the conventional case.

【0021】また本発明においては、映像表示装置にお
いて、人の眼の最小分解視角と、眼球の追従運動の最大
角速度との比に概ね等しいフレーム周波数又はそれより
も高いフレーム周波数で映像を表示するようにした。こ
の結果、この映像表示装置では、映像を眼球追従運動の
特性限界の解像度で表示することができ、従って、表示
映像の動的解像度を従来に比べて格段的に向上させるこ
とができる。
According to the present invention, the image display device displays an image at a frame frequency substantially equal to or higher than the ratio of the minimum resolved viewing angle of the human eye to the maximum angular velocity of the eyeball following movement. I did it. As a result, with this image display device, an image can be displayed at a resolution that is the limit of the characteristic of eye-following movement, and therefore the dynamic resolution of the displayed image can be significantly improved compared to the conventional case.

【0022】さらに本発明においては、映像表示用光源
装置において、人の眼の最小分解視角と、眼球の追従運
動の最大角速度との比に概ね等しいフレーム周波数又は
それよりも高いフレーム周波数の映像信号に基づいて、
走査線ごとの変調光をフレーム単位で一括生成する変調
光生成手段と、一括生成した上記走査線ごとの変調光
を、所定の映像表示面上でフレーム単位で一括走査させ
る走査手段とを設けるようにした。この結果、この映像
表示用光源装置では、眼球追従運動の特性限界の解像度
で映像を表示することができ、従って、表示映像の動的
解像度を従来に比べて格段的に向上させることができ
る。
Further, in the present invention, in the image display light source device, an image signal having a frame frequency substantially equal to or higher than the ratio of the minimum resolved viewing angle of the human eye to the maximum angular velocity of the eye tracking movement. On the basis of,
Provided is a modulated light generation unit that collectively generates modulated light for each scanning line in frame units, and a scanning unit that collectively scans the generated modulated light for each scanning line on a predetermined image display surface in frame units. I chose As a result, with this image display light source device, an image can be displayed at a resolution that is the limit of the characteristic of eye-following movement, and therefore the dynamic resolution of the displayed image can be significantly improved compared to the conventional case.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下図面について、本発明の一実
施の形態を詳述する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0024】(1)原理 上述した現行の映像表示システムの動解像度への制限を
解消して、より高い動解像度を実現し、より高臨場感の
映像表示を実現する方法として、フレーム周波数の高速
化が有効である。そこで、以下において、かかるフレー
ム周波数の最適条件について検討する。
(1) Principle As a method for solving the above-mentioned limitation on the dynamic resolution of the current video display system to realize a higher dynamic resolution and a more realistic video display, a high frame frequency is used. Is effective. Therefore, the optimum condition of the frame frequency will be examined below.

【0025】(1−1)追従運動 かかるフレーム周波数を検討する手掛りとして、人の眼
球の追従運動を考慮することが重要である。
(1-1) Following Movement As a clue for examining the frame frequency, it is important to consider the following movement of the human eyeball.

【0026】人の眼球運動は、追従運動をサッケードと
いう2種類に大別されることが知られている。まずサッ
ケードとは、視点をある注視点から別の注視点に瞬時に
移動させる運動であり、いわゆるチラと様子を窺うとい
うような場合の目の動きに現れる。その際の眼球運動の
角速度は、最高700度毎秒に達することが知られている
(例えば、石山、山田、磯野、NHK技研R&D、No.4
3,1996年11月、pp.1-9,(1996))。また追従運動は、運
動する物体を連続して追従する眼球の動きで、最高30度
毎秒程度であることが知られている。
It is known that human eye movements are roughly classified into two types, saccades and follow-up movements. First, saccade is a movement that instantly moves a viewpoint from one gazing point to another gazing point, and it appears in the movement of the eyes in the case of checking what is called a glance. The angular velocity of eye movement at that time is known to reach up to 700 degrees per second (eg, Ishiyama, Yamada, Isono, NHK Giken R & D, No.4).
3, November 1996, pp.1-9, (1996)). It is known that the follow-up movement is a movement of an eyeball that continuously follows a moving object and is about 30 degrees per second at the maximum.

【0027】この追従運動の最高角速度は、運動する物
体を黄斑部で捕らえつつ追従できる最高角速度と理解す
ることができる。従って、これより高速の角速度で運動
する物体は、眼球が連続して追従運動することが困難と
なるため、その運動物体の網膜上に投影される像は、網
膜に対してブレが不可避的に生じることとなり、動解像
度の低下を招くこととなる。
The maximum angular velocity of this follow-up motion can be understood as the maximum angular velocity that can follow the moving object while being caught by the macula. Therefore, for an object that moves at an angular velocity higher than this, it is difficult for the eyeball to continuously follow and move, and the image projected on the retina of the moving object inevitably blurs with respect to the retina. If so, the dynamic resolution will be reduced.

【0028】(1−2)最小分解視角 人の眼の最小分解視角は0.5分、最小分解長は視距離30
〔cm〕〜50〔cm〕で80〔μm〕といわれている(例え
ば、ディスプレイ先端技術、共立出版、(1998)参
照)。
(1-2) Minimum resolution visual angle The minimum resolution visual angle of the human eye is 0.5 minutes, and the minimum resolution length is a visual distance of 30.
It is said to be 80 [μm] in the range of [cm] to 50 [cm] (see, for example, Display Advanced Technology, Kyoritsu Shuppan, (1998)).

【0029】最小分解視角、いわゆる視力は、通常、被
験者が5〔m〕の位置からランドルト環を見る方法で測
定される。その測定により、視角1分の環の切れ目が見
えるときには視力1.0、また視角0.5分の環の切れ目が見
えるときには視力2.0とされる。その最小分解視角は、
中央窩に分布する錐体2個分の間隔で決まる視角に相当
するといわれる。
The minimum resolution visual angle, so-called visual acuity, is usually measured by a method in which a subject looks at a Landolt ring from a position of 5 [m]. According to the measurement, the visual acuity of 1.0 is obtained when the cut of the ring with a viewing angle of 1 minute is seen, and the visual acuity is 2.0 when the cut of the ring with the viewing angle of 0.5 is seen. Its minimum resolved viewing angle is
It is said to correspond to the viewing angle determined by the interval of two cones distributed in the fovea centralis.

【0030】(1−3)最小フレーム周波数 そこで、スクリーン上に投影された運動する物体の動画
像を観察者が眼で追う場合を考える。なおこの際、動画
像はフレーム周波数60毎秒で順次走査により表示され、
運動する物体は観察者の視点から見て角速度30度毎秒で
運動するとする。
(1-3) Minimum Frame Frequency Now, consider a case where an observer follows a moving image of a moving object projected on a screen with his / her eyes. At this time, the moving image is displayed by sequential scanning at a frame frequency of 60 per second,
It is assumed that a moving object moves at an angular velocity of 30 degrees per second from the observer's viewpoint.

【0031】その場合、物体の輪郭は、毎フレーム0.5
度ほど表示位置を移動する。そしてこのとき観察者は、
輪郭の二重化として知覚する。例えばPCモニタ上で移
動中のマウスのポインタを追従して見るとき、表示され
たポインタが二重に見えることはよく経験することであ
る。
In that case, the contour of the object is 0.5 for each frame.
Move the display position about once. And at this time the observer
Perceived as double contour. For example, it is common to see the displayed pointer double when the pointer of a moving mouse is tracked on a PC monitor.

【0032】そこで、かかる二重輪郭解消のために必要
な最低フレーム周波数について考える。なお以下におい
ては、ディスプレイの単位画素の寸法について、観察者
の視点から見た単一画素の視角がその観察者の視力の最
小分解視角に等しい場合を想定する。
Therefore, the minimum frame frequency necessary for eliminating the double contour will be considered. In the following, regarding the size of the unit pixel of the display, it is assumed that the viewing angle of a single pixel from the viewpoint of the observer is equal to the minimum resolution viewing angle of the observer's visual acuity.

【0033】物体が画面上を最速追従速度で移動する場
合を考える。物体のフレームごとの移動距離が一画素の
寸法に相当する場合、網膜上の黄斑中心窩に分布する錐
体群に投写される映像は、最もコントラストの高いこと
が期待されることは、視力の測定対象の説明から推測さ
れる。
Consider a case where an object moves on the screen at the fastest following speed. When the moving distance of each frame of an object corresponds to the size of one pixel, it is expected that the image projected on the cones distributed in the macular fovea on the retina has the highest contrast. It is inferred from the description of the measurement target.

【0034】ここで、追従運動の最高角速度30度毎秒で
物体が運動する場合を考える。この速度より運動速度が
高い場合は、人の眼はその物体を動的解像度の低下なし
に追従視することはできない。従って、高動解像度及び
高臨場感の映像表示を前提とする場合、追従運動の最高
速度で議論することで十分である。
Here, consider the case where the object moves at the maximum angular velocity of the follow-up motion of 30 degrees per second. If the moving speed is higher than this speed, the human eye cannot follow the object without reducing the dynamic resolution. Therefore, when it is assumed that the video display has high dynamic resolution and high sensation of reality, it is sufficient to discuss at the maximum speed of the tracking motion.

【0035】追従運動の最高角速度で運動する物体を追
従視する場合、その角速度を最小分解視角で除したフレ
ーム周波数で移動する物体の映像を表示することによ
り、かかるコントラストを維持する条件を達成して、忠
実度の高い表示として知覚することが可能となる。
When an object moving at the highest angular velocity of the following motion is followed, the image of the object moving at a frame frequency obtained by dividing the angular velocity by the minimum resolution viewing angle is displayed to achieve the condition for maintaining such contrast. Therefore, it can be perceived as a display with high fidelity.

【0036】最小分解視角0.5分として、追従運動の最
高角速度30度毎秒で物体が運動する場合、そのフレーム
周波数は3.6〔kHz〕となる。このような高速フレーム周
波数で映像表示するディスプレイシステムでは、単位画
素を見込む角が最小分解角に等しい視点から見る鑑賞者
は、眼球の追従運動の最高角速度以下で運動する物体を
フレーム映像固有の解像度で知覚することが可能とな
る。つまり、スクリーン上にフレーム表示される運動中
の物体を人が見るときの解像度、すなわち動解像度が静
止フレーム画像を見るときの解像度、つまり静的解像度
のレベルまで向上することができるのである。
When an object moves at a maximum angular velocity of 30 degrees per second with a minimum resolving visual angle of 0.5 minutes, its frame frequency is 3.6 [kHz]. In a display system that displays images at such a high frame frequency, a viewer looking from a point of view where the angle at which a unit pixel is viewed is equal to the minimum resolution angle, an observer who sees an object moving at or below the maximum angular velocity of the eye-following movement has a resolution unique to the frame image. It becomes possible to perceive. In other words, the resolution when a person looks at a moving object displayed in a frame on the screen, that is, the dynamic resolution can be improved to the resolution at which a still frame image is viewed, that is, the static resolution level.

【0037】(1−4)現行の映像表示システム しかしながら、従来の映像表示システムでは、HDTV
のような高精細映像を3.6〔kHz〕という高速フレーム周
波数により表示することが困難である。
(1-4) Current video display system However, in the conventional video display system, HDTV
It is difficult to display such a high-definition image at a high frame frequency of 3.6 [kHz].

【0038】例えば、CRT(Cathode Ray Tube)で
は、蛍光面を電子ビームで走査して映像信号を光に変換
して映像を表示する。この場合、電子ビームは、画面の
左上端から水平方向に走査を始めて1フレーム分の水平
走査を繰り返し、画面右下端まで達する。その後、帰線
期間を利用して右上の位置まで戻り、次のフレームの走
査に備える。この帰線期間は、NTSC方式の場合では
1〔msec〕ほどである。そしてフレーム周波数を高速化
する場合、フレーム毎の走査時間を短縮し、同時に、帰
線期間の大幅な短縮が必要になる。その場合、偏向ヨー
ク駆動回路の高速化対応がまず技術的な障害となる。
For example, in a CRT (Cathode Ray Tube), a fluorescent screen is scanned with an electron beam to convert a video signal into light and display a video. In this case, the electron beam starts scanning horizontally from the upper left corner of the screen, repeats horizontal scanning for one frame, and reaches the lower right corner of the screen. Then, using the blanking period, the robot returns to the upper right position and prepares for scanning the next frame. This blanking period is about 1 [msec] in the case of the NTSC system. When increasing the frame frequency, it is necessary to shorten the scanning time for each frame and, at the same time, greatly reduce the blanking period. In that case, first, a technical obstacle is to cope with the speedup of the deflection yoke drive circuit.

【0039】またLCD(Liquid Crystal Display)で
は、通常、液晶画素セルのスイッチング応答時間が10
〔msec〕ほどであるため、3.6〔kHz〕という高速フレー
ム周波数での映像表示は、現状、液晶素子特性のために
対応不可である。
In an LCD (Liquid Crystal Display), the switching response time of a liquid crystal pixel cell is usually 10
Since it is about [msec], image display at a high frame frequency of 3.6 [kHz] cannot be supported at present due to the characteristics of the liquid crystal element.

【0040】DMD(Digital Micromirror Device)デ
ィスプレイは、シリコンIC上にマイクロミラーを二次
元アレイ状に構成した新しい空間変調素子である。光源
から放射された光を均一にマイクロミラー面上に照射し
て、ミラー傾斜により反射光を空間変調して、スクリー
ン上に映像を投影表示する。マイクロミラーのスイッチ
ング時間は10〔μsec〕程度である。液晶素子と比較し
て三桁ほど高速である。階調表示方式はパルス幅変調を
用いる。現行フォーマット表示において、充分に高品質
な映像を実現している。しかしながら、3.6〔kHz〕とい
う高速フレーム周波数の映像表示に適用する場合、マイ
クロミラーのスイッチング速度が制約となるため、現状
では表示階調の不足を来し、高品質な映像表示が不可能
となる。
The DMD (Digital Micromirror Device) display is a new spatial modulation element in which micromirrors are arranged in a two-dimensional array on a silicon IC. The light emitted from the light source is uniformly applied to the surface of the micromirror, the reflected light is spatially modulated by the mirror inclination, and an image is projected and displayed on the screen. The switching time of the micromirror is about 10 [μsec]. It is three orders of magnitude faster than liquid crystal devices. The gradation display method uses pulse width modulation. In the current format display, sufficiently high quality video is realized. However, when applied to video display with a high frame frequency of 3.6 [kHz], the switching speed of the micromirror is a constraint, so the display gradation is insufficient at present and high-quality video display is impossible. .

【0041】また新規技術としてGLV(Grating Ligh
t Valve)を用いるディスプレイが注目されている。G
LVは、光の干渉作用を利用した光空間変調素子であ
る。例えば一次元アレイ型GLV、フレーム走査系及び
投射光学系により構成された投射型ディスプレイが報告
されている。GLVの特長は、スイッチング時間が20
〔nsec〕とさらに高速なことである。階調表示方式は、
アナログ変調及びパルス幅変調ともに適用可能という。
GLVディスプレイは、その高速応答性を活かして、H
DTV相当の解像度で120〔Hz〕程度のフレーム周波数
に対応可能とされる。しかし、3.6〔kHz〕の高速フレー
ム周波数での映像表示に適用するには、GLVディスプ
レイでも、現状十分とはいえない。
As a new technology, GLV (Grating Light
Attention is being paid to displays that use t Valve. G
The LV is a spatial light modulator that utilizes the interference effect of light. For example, a projection type display including a one-dimensional array type GLV, a frame scanning system and a projection optical system has been reported. GLV features 20 switching times.
It is even faster with [nsec]. The gradation display method is
Both analog modulation and pulse width modulation are applicable.
GLV displays take advantage of their high-speed responsiveness, and
It is possible to support a frame frequency of about 120 [Hz] with a resolution equivalent to DTV. However, the GLV display is not sufficient at present to be applied to image display at a high-speed frame frequency of 3.6 [kHz].

【0042】以上、代表的な現行の映像表示システムに
ついて、眼球追従運動の特性限界の動解像度を実現する
高速フレーム周波数への適用の可能性を検討してきた
が、いずれも実現が困難であることが分かった。そこ
で、以下に、眼球追従運動の特性限界の動解像度を可能
とする高フレーム周波数による動作可能な本願発明によ
る映像表示システムについて、その内容を詳細に説明す
る。
As described above, the possibility of applying the typical current image display system to the high-speed frame frequency for realizing the dynamic resolution of the characteristic limit of the eye-following movement has been examined, but it is difficult to realize any of them. I understood. Therefore, the contents of the image display system according to the present invention, which is operable at a high frame frequency and enables the dynamic resolution of the characteristic limit of the eye tracking movement, will be described in detail below.

【0043】(2)本実施の形態による映像表示システ
ムの映像表示方式について 図1に示すように、人がある距離(以下、これを視距離
と呼ぶ)Lをおいてスクリーン1上に投影された映像を
観る場合を考える。なお以下においては、映像は距離α
の間隔をおいて二次元アレイ状に順次配置された多数の
画素pの集まりにより形成されるとする。
(2) Regarding the video display system of the video display system according to the present embodiment, as shown in FIG. 1, a person is projected on the screen 1 at a certain distance (hereinafter referred to as a visual distance) L. Consider the case of watching a video. In the following, the image is the distance α
It is assumed that it is formed by a group of a large number of pixels p which are sequentially arranged in a two-dimensional array with an interval of.

【0044】本願実施の形態においては、映像を見る人
の位置からスクリーン1上の各画素pを見た場合に、そ
の一画素当たりの最大視角をθ、眼2の最小分解視角を
θ esとして、次式
[0044] In the embodiment of the present embodiment, when viewed each pixel p on the screen 1 from the position of the viewer an image, the maximum viewing angle per pixel thereof theta, a minimum degradation viewing angle of the eye 2 theta r es As

【0045】[0045]

【数1】 [Equation 1]

【0046】のように、一画素当たりの最大視角θが眼
2の最小分解視角θresにほぼ等しいか、又はより小
さくなるように、視距離Lを設定する。
As described above, the viewing distance L is set so that the maximum viewing angle θ per pixel is substantially equal to or smaller than the minimum resolution viewing angle θ res of the eye 2.

【0047】例えば、視軸がスクリーン1に直交する位
置にある画素pで、最大視角θが与えられるとすると、
(1)式を満たすLは、次式
For example, assuming that the maximum viewing angle θ is given to the pixel p whose visual axis is orthogonal to the screen 1,
L satisfying the formula (1) is expressed by the following formula.

【0048】[0048]

【数2】 [Equation 2]

【0049】で与えられる。具体例として、α=0.5〔m
m〕の場合、L≧3.4〔m〕となる。以下においては、こ
の等号が成立するものとする。
Is given by As a specific example, α = 0.5 [m
In the case of [m], L ≧ 3.4 [m]. In the following, this equal sign shall hold.

【0050】高動解像度及び高臨場感の映像表示を実現
するフレーム周波数は、上述のように最小分解視角及び
眼球の追従運動の最大各速度から定まる3.6〔kHz〕又は
それ以上の周波数である。
The frame frequency for realizing a high dynamic resolution and highly realistic image display is a frequency of 3.6 [kHz] or higher, which is determined from the minimum resolving visual angle and the maximum velocity of the eyeball following motion as described above.

【0051】なお一般に、人の最小分解視角は環境の照
明条件により変化する。そのため高動的解像度ディスプ
レイを実現するフレーム周波数は、その映像表示環境の
照明条件により、その最小分解視角について適応的に変
化する。
Generally, the minimum resolved viewing angle of a person changes depending on the illumination condition of the environment. Therefore, the frame frequency that realizes a high dynamic resolution display adaptively changes with respect to the minimum resolution viewing angle depending on the illumination condition of the image display environment.

【0052】例えば、照明条件を視力測定条件より明る
くする場合は、分解視角は網膜上の錐体細胞の分布密度
で制限されると考えられ、フレーム周波数の3.6〔kHz〕
以上で変化はない。一方、照明条件をより暗くする場
合、分解能力が低下することが知られている。その場
合、最小分解視角は大きくなるので、フレーム周波数は
3.6〔kHz〕より低減する。このような場合でも、フレー
ム周波数3.6〔kHz〕の映像表示システムは、人の眼の視
角特性に適合した動的解像度を提供することが可能であ
る。また映像システムのフレーム周波数を3.6〔kHz〕か
ら下げて対応しても良い。
For example, when the illumination condition is made brighter than the visual acuity measurement condition, the resolved visual angle is considered to be limited by the distribution density of the cone cells on the retina, and the frame frequency is 3.6 [kHz].
There is no change. On the other hand, it is known that when the lighting condition is made darker, the decomposition ability is lowered. In that case, the minimum resolution viewing angle is large, so the frame frequency is
Reduced from 3.6 [kHz]. Even in such a case, the image display system with the frame frequency of 3.6 [kHz] can provide the dynamic resolution adapted to the viewing angle characteristics of the human eye. Alternatively, the frame frequency of the video system may be lowered from 3.6 [kHz].

【0053】(3)本実施の形態による投射型表示装置
10の構成 図2は、本実施の形態による投射型表示装置10を示す
ものであり、供給される高フレーム周波数(例えば3.6
〔kHz〕)のカラー映像信号S1に基づくカラー映像光
ビームL1を生成し、これをスクリーン11の映像表示
面11Aに投射することにより、かかるカラー映像信号
S1に基づく高フレーム周波数のカラー映像をスクリー
ン11上に表示させることができるようになされてい
る。
(3) Configuration of Projection Display Device 10 According to this Embodiment FIG. 2 shows the projection display device 10 according to this embodiment, and is supplied with a high frame frequency (for example, 3.6.
A color image light beam L1 based on the color image signal S1 of [kHz]) is generated and projected onto the image display surface 11A of the screen 11, thereby displaying a color image having a high frame frequency based on the color image signal S1. 11 can be displayed.

【0054】すなわち投射型表示装置10においては、
供給されるカラー映像信号S1を信号分離部12におい
て映像色信号S2及び同期信号S3に分離し、映像色信
号S2を光源駆動部13に入力すると共に同期信号S3
を走査駆動部14に入力する。
That is, in the projection type display device 10,
The supplied color video signal S1 is separated into a video color signal S2 and a synchronizing signal S3 in the signal separating unit 12, and the video color signal S2 is input to the light source driving unit 13 and the synchronizing signal S3 is inputted.
Is input to the scan driver 14.

【0055】光源駆動部13は、供給される映像色信号
S2に基づいて、当該映像色信号S2に基づくカラー映
像の赤色(R)、緑色(G)及び青色(B)の各色成分
について、有効走査線ごとの駆動信号S3R、S3G、
S3Bをそれぞれフレーム単位で一括生成し、これら色
成分ごとかつ有効走査線ごとの駆動信号S3R、S3
G、S3Bをフレーム単位でパラレルに多色アレイ型光
源部15に送出する。
The light source driving section 13 is effective for each of the red (R), green (G) and blue (B) color components of the color image based on the supplied image color signal S2 based on the supplied image color signal S2. Drive signals S3R, S3G for each scanning line,
S3B is collectively generated for each frame, and drive signals S3R and S3 for each color component and each effective scanning line are generated.
G and S3B are sent to the multicolor array type light source unit 15 in parallel in frame units.

【0056】多色アレイ型光源部15には、カラー映像
の赤色成分、緑色成分及び青色成分にそれぞれ対応させ
て、それぞれ有効走査線数分の赤色、緑色又は青色の光
ビームをその光軸を平行に保ちながら発射し得る高速変
調可能な第1〜第3のアレイ型レーザ光源15R、15
G、15Bが設けられている。
In the multicolor array type light source unit 15, red, green or blue light beams corresponding to the number of effective scanning lines are respectively made to correspond to the red component, the green component and the blue component of the color image, and the optical axes thereof are set. High-speed modulated first to third array type laser light sources 15R, 15 capable of emitting while maintaining parallel
G and 15B are provided.

【0057】そしてこれら第1〜第3のアレイ型レーザ
光源15R、15G、15Bは、それぞれ光源駆動部1
3から供給される対応する駆動信号S3R、S3G、S
3Bに基づいて駆動し、それぞれ対応する色成分(赤色
成分、緑色成分又は青色成分)の有効走査線ごとの変調
生成した変調光ビームL2R、L2G、L2Bをそれぞ
れ発射する。なお、このときの第1〜第3のアレイ型レ
ーザ光源15R、15G、15Bの駆動方法としては、
パルス幅変調駆動方式又は光強度変調駆動方式等の各種
変調方式が利用できる。
The first to third array type laser light sources 15R, 15G and 15B are respectively provided in the light source drive unit 1.
3 corresponding drive signals S3R, S3G, S
Driven based on 3B, the modulated light beams L2R, L2G, and L2B generated by modulating and generating the corresponding color components (red component, green component, or blue component) for each effective scanning line are emitted. The driving method of the first to third array type laser light sources 15R, 15G and 15B at this time is as follows.
Various modulation methods such as a pulse width modulation driving method or a light intensity modulation driving method can be used.

【0058】このときアレイ型光増幅部16には、多色
アレイ型光源部15内の第1〜第3のアレイ型レーザ光
源15R、15G、15Bにそれぞれ対応させて、第1
〜第3のアレイ型光増幅器16R、16G、16Bが設
けられている。そして、これら第1〜第3のアレイ型光
増幅器16R、16G、16Bは、それぞれ対応する第
1〜第3のアレイ型光増幅器16R、16G、16Bか
ら発射された変調光ビームL2R、L2G、L2Bを受
光し、光増幅して出射させる。
At this time, the array type optical amplifying section 16 is made to correspond to the first to third array type laser light sources 15R, 15G and 15B in the multicolor array type light source section 15 respectively.
-Third array type optical amplifiers 16R, 16G and 16B are provided. The first to third array type optical amplifiers 16R, 16G and 16B are modulated light beams L2R, L2G and L2B emitted from the corresponding first to third array type optical amplifiers 16R, 16G and 16B. The light is received, and the light is amplified and emitted.

【0059】そして、これら第1〜第3のアレイ型光増
幅器16R、16G、16Bから出射した各変調光ビー
ムL3R、L3G、L3Bは、この後光学結合部17に
入射し、当該光学結合部17において各色成分の同一の
走査線に対応するもの同士がともに同一の光軸上に重な
るように合波される。この結果、カラー映像信号S1に
基づくカラー映像の有効走査線ごとの空間変調光でなる
カラー映像光ビームL1が生成され、これがフレーム走
査部18に入射する。
The modulated light beams L3R, L3G, L3B emitted from the first to third array type optical amplifiers 16R, 16G, 16B are then incident on the optical coupling section 17 and the optical coupling section 17 concerned. In, the components of the respective color components corresponding to the same scanning line are combined so as to overlap each other on the same optical axis. As a result, a color image light beam L1 composed of spatially modulated light for each effective scanning line of the color image based on the color image signal S1 is generated and is incident on the frame scanning unit 18.

【0060】フレーム走査部18においては、例えばポ
リゴン回転ミラー又はガルバノミラー等の高速偏向可能
な光学的に平坦な反射鏡と、当該反射鏡を振動又は回転
駆動するアクチュエータとを有し、走査駆動部14から
与えられる走査駆動信号S4に基づき、1フレーム分の
カラー映像光ビームL1の入射に同期して、当該カラー
映像光ビームL1をスクリーン11の右端から左端まで
走査(水平走査)させるように偏向する。
The frame scanning unit 18 has an optically flat reflecting mirror such as a polygon rotating mirror or a galvano mirror capable of high-speed deflection, and an actuator for vibrating or rotating the reflecting mirror. On the basis of the scan drive signal S4 given from 14, the color image light beam L1 is deflected so as to scan (horizontal scan) from the right end to the left end of the screen 11 in synchronization with the incidence of the color image light beam L1 for one frame. To do.

【0061】この結果、このフレーム走査部18により
偏向されたカラー映像光ビームL1がスクリーン11の
右端から左端に走査するごとに1フレーム分のカラー画
像が順次表示され、これがカラー映像信号S1のフレー
ム周波数で行われる。
As a result, every time the color image light beam L1 deflected by the frame scanning unit 18 scans from the right end to the left end of the screen 11, a color image for one frame is sequentially displayed, which is a frame of the color video signal S1. Done in frequency.

【0062】この際、フレーム走査部18には、カラー
映像光ビームL1がスクリーン11上に適切に収束投影
されるように光ビームをコリメート又は絞るなど、カラ
ー映像光ビームL1を収束調整するための光学処理系
(図示せず)が適宜設けられる。
At this time, the frame scanning section 18 is used to adjust the color image light beam L1 by converging or narrowing it so that the color image light beam L1 is appropriately converged and projected on the screen 11. An optical processing system (not shown) is appropriately provided.

【0063】このようにしてこの投射型表示装置10に
おいては、供給されたカラー映像信号S1に基づくカラ
ー映像をスクリーン11上に投影表示し得るようになさ
れている。
In this way, in the projection type display device 10, a color image based on the supplied color image signal S1 can be projected and displayed on the screen 11.

【0064】(4)投射型表示装置10における各主要
部の詳細構成 次に、かかる投射型表示装置10の主要部である第1〜
第3のアレイ型レーザ光源15R、15G、15Bと、
第1〜第3のアレイ型光増幅器16R、16G、16B
の構成について詳細に説明する。
(4) Detailed Configuration of Main Parts of Projection Display Device 10 Next, the first to first main parts of the projection display device 10 will be described.
Third array type laser light sources 15R, 15G, 15B,
First to third array type optical amplifiers 16R, 16G, 16B
The configuration will be described in detail.

【0065】(4−1)第1〜第3のアレイ型レーザ光
源15R、15G、15Bの詳細構成 投射型表示装置10の場合、多色アレイ型光源部15の
第1〜第3のアレイ型レーザ光源15R、15G、15
Bにおいては、図3に示すように、発光素子アレイ20
上に集光レンズアレイ21、ハーフミラーアレイ22及
び光吸収体アレイ23が一体に順次積層配置することに
より構成されている。
(4-1) Detailed Configuration of First to Third Array-Type Laser Light Sources 15R, 15G, and 15B In the case of the projection display device 10, the first to third array types of the multicolor array-type light source unit 15 are used. Laser light sources 15R, 15G, 15
In B, as shown in FIG.
A condenser lens array 21, a half mirror array 22, and a light absorber array 23 are integrally laminated in this order on the upper side.

【0066】この場合、発光素子アレイ20において
は、図4に示すように、モノシリック半導体基板30上
に10×n個の半導体レーザ、VCSEL(Vertical Cav
ity Surface Emitting Laser)、面発光型LED又は有
機LED等の高速直接光変調が可能で単色性に優れる発
光素子31が2次元アレイ状に配置形成され、各発光素
子31がそれぞれ光源駆動部13の対応する駆動素子
(図示せず)と電気的に接続されることにより構成され
ている。ここで、nは有効な走査線の本数又は有効画素
数を表すもので、例えばNTSC方式の場合は490本、
BSディジタル1080pの場合は1080本となる。
In this case, in the light emitting element array 20, as shown in FIG. 4, 10 × n semiconductor lasers, VCSELs (Vertical Cav) are provided on the monolithic semiconductor substrate 30.
light emitting elements 31 capable of high-speed direct light modulation such as a surface emitting LED) or a surface-emitting LED or an organic LED and having excellent monochromaticity are arranged and formed in a two-dimensional array. It is configured by being electrically connected to a corresponding drive element (not shown). Here, n represents the number of effective scanning lines or the number of effective pixels, for example, 490 in the case of the NTSC system,
In the case of BS digital 1080p, the number is 1080.

【0067】そしてこの発光素子アレイ20の場合、行
方向(矢印x方向及びこれと逆方向)に並ぶ10個の発光
素子31が1本の走査線に対応しており、これら10個の
発光素子31からそれぞれ発射される、対応する駆動素
子からの駆動信号S3R、S3G、S3Bに基づき変調
生成された光ビームが後述のように合波されて1本の走
査線に対応する1本の変調光ビームL2R、L2G、L
2Bが形成される。
In the case of this light emitting element array 20, ten light emitting elements 31 arranged in the row direction (the arrow x direction and the opposite direction) correspond to one scanning line, and these ten light emitting elements are arranged. The light beams modulated and generated based on the drive signals S3R, S3G, and S3B from the corresponding drive elements, which are respectively emitted from 31, are combined as described below, and one modulated light corresponding to one scanning line is generated. Beams L2R, L2G, L
2B is formed.

【0068】なお各発光素子31は、リソグラフィプロ
セス等により概ね等間隔に形成される。この実施の形態
の場合、各発光素子31の発光領域の寸法は、約10〔μ
m〕、その間隔は約20〔μm〕である。このような高密度
配列実装は、光増幅作用を用いるために、発光素子31
からの光出力をマイクロワット(μW)程度に低減する
ことで可能となる。その結果、発光素子31からの発熱
が抑制され、発光素子31の実装条件の緩和、各発光素
子31間での熱干渉の低減、及び発光素子31の動作寿
命の向上などの効果が期待される。
The light emitting elements 31 are formed at substantially equal intervals by a lithography process or the like. In the case of this embodiment, the size of the light emitting region of each light emitting element 31 is about 10 [μ
m], and the interval is about 20 [μm]. In such a high-density array mounting, since the light amplification function is used, the light emitting element 31
This can be achieved by reducing the light output from the microwatt (μW) level. As a result, heat generation from the light emitting elements 31 is suppressed, and effects such as relaxation of mounting conditions of the light emitting elements 31, reduction of thermal interference between the light emitting elements 31, and improvement of the operating life of the light emitting elements 31 are expected. .

【0069】集光レンズアレイ21においては、発光素
子アレイ20の各発光素子31にそれぞれ対応させて2
次元アレイ状に配列された10×n個の集光レンズ32を
有し、これら各集光レンズ32がそれぞれ対応する発光
素子31の光ビームの放射軸方向(矢印z方向)の直上
に位置するように、発行素子アレイ20上に位置決めさ
れて固定配置されている。
In the condensing lens array 21, two light emitting elements 31 of the light emitting element array 20 are associated with each other.
It has 10 × n condensing lenses 32 arranged in a dimensional array, and each condensing lens 32 is located directly above the radiation axis direction (arrow z direction) of the light beam of the corresponding light emitting element 31. Thus, it is positioned and fixedly arranged on the issuing element array 20.

【0070】これにより集光レンズアレイ21において
は、発光素子アレイ20の各発光素子31からそれぞれ
発射された光ビームを対応する集光レンズ32によって
平行光に変換し、かくしてこの後の各光ビームの結合時
にこれら光ビームを効率良く結合させ得るようになされ
ている。
As a result, in the condenser lens array 21, the light beams emitted from the respective light emitting elements 31 of the light emitting element array 20 are converted into parallel light by the corresponding condenser lenses 32, and thus the respective light beams after this are converted. These light beams can be efficiently combined when they are combined.

【0071】なおこの実施の形態の場合、集光レンズア
レイ21の各集光レンズ32は、互いに機械的に結合す
るように一体成型されており、これにより機械的強度の
強化、アライメント時の位置精度の向上、経時変化の抑
制等の効果を期待し得るようになされている。
In the case of this embodiment, the condenser lenses 32 of the condenser lens array 21 are integrally molded so as to be mechanically coupled to each other, whereby the mechanical strength is enhanced and the position during alignment is increased. It is possible to expect effects such as improvement in accuracy and suppression of change over time.

【0072】ハーフミラーアレイ22においては、発光
素子アレイ20における発光素子相互間の間隔と同間隔
で配置された複数のハーフミラー33を有し、これら各
ハーフミラー33がそれぞれ対応する発光素子31から
の光ビームが対応する集光レンズ32により集光される
光軸上に位置するように、集光レンズアレイ21上に位
置決めされて固定配置されている。
The half mirror array 22 has a plurality of half mirrors 33 arranged at the same intervals as the intervals between the light emitting elements in the light emitting element array 20, and each of the half mirrors 33 corresponds to the corresponding light emitting element 31. Is positioned and fixedly arranged on the condenser lens array 21 so that the light beam of is positioned on the optical axis condensed by the corresponding condenser lens 32.

【0073】この場合、各ハーフミラー33は、集光レ
ンズ32により集光された発光素子31からの光ビーム
の光軸に対して45〔°〕の傾きをもって形成されてお
り、これによりこれらハーフミラー33によって、発光
素子アレイ20の各発光素子31からそれぞれ発射され
た光ビームを、それぞれ入射光軸に沿って直進する方向
と、矢印xと平行な所定の同一光軸上の同一伝播方向
(矢印x方向)との2方向に分離し得るようになされて
いる。
In this case, each half mirror 33 is formed with an inclination of 45 [°] with respect to the optical axis of the light beam from the light emitting element 31 condensed by the condenser lens 32. The light beams emitted from the respective light emitting elements 31 of the light emitting element array 20 by the mirror 33 go straight along the incident optical axis and the same propagation direction on the same predetermined optical axis parallel to the arrow x ( It can be separated in two directions (arrow x direction).

【0074】またこのとき各ハーフミラー33における
光ビームの分配比率(すなわちハーフミラー33におけ
る光ビームの透過率)は概ね50〔%〕に選定されてお
り、これにより矢印x方向に反射された光ビームをハー
フミラー33により光パワーを順次半減させながら、同
一光軸上の同一伝播方向に反射された他の光ビームと順
次合波させ得るようになされている。
Further, at this time, the distribution ratio of the light beam in each half mirror 33 (that is, the transmittance of the light beam in the half mirror 33) is selected to be approximately 50%, whereby the light reflected in the arrow x direction is selected. The beam power can be sequentially combined with other light beams reflected in the same propagation direction on the same optical axis while the beam power is sequentially reduced by half by the half mirror 33.

【0075】なお、この実施の形態の場合、ハーフミラ
ーアレイ22は、ハーフミラー33をコーティングした
複数の光学ガラス34を接着により一体化することによ
り形成されており、これによりハーフミラーアレイ22
全体としての機械的強度の向上や、アライメント時の位
置精度の向上及び経時変化の抑制等の効果を期待し得る
ようになされている。
In the case of this embodiment, the half mirror array 22 is formed by adhering a plurality of optical glasses 34 coated with the half mirror 33 by adhesion, whereby the half mirror array 22 is formed.
It is possible to expect effects such as improvement in mechanical strength as a whole, improvement in positional accuracy during alignment, and suppression of change over time.

【0076】一方、光吸収体アレイ23においては、各
発光素子31にそれぞれ対応させて、モノリシック基板
35の一面側に黒色色素等を含む光吸収体36が二次元
アレイ状に形成されることにより構成されている。
On the other hand, in the light absorber array 23, the light absorbers 36 containing a black pigment or the like are formed in a two-dimensional array on one surface side of the monolithic substrate 35 so as to correspond to the respective light emitting elements 31. It is configured.

【0077】この場合、各光吸収体36の位置は、それ
ぞれ対応する発光素子31から対応する集光レンズ32
及びハーフミラー33を順次介して入射する光ビームの
光軸上に位置するように選定されている。これにより第
1〜第3のアレイ型レーザ光源15R、15G、15B
においては、ハーフミラーアレイ22のハーフミラー3
3を透過した光ビームを光吸収体アレイ23の対応する
光吸収体36において吸収することによって、迷光によ
るノイズを低減し得るようになされている。
In this case, the position of each light absorber 36 is from the corresponding light emitting element 31 to the corresponding condenser lens 32.
And are selected so as to be located on the optical axis of the light beam that is sequentially incident through the half mirror 33. As a result, the first to third array type laser light sources 15R, 15G, 15B
, The half mirror 3 of the half mirror array 22
By absorbing the light beam that has passed through 3 in the corresponding light absorber 36 of the light absorber array 23, noise due to stray light can be reduced.

【0078】なお光吸収体アレイ23におけるモノリシ
ック基板35は、熱伝導率の高い材料を用いて形成され
ており、これにより光吸収体36が光ビームを吸収する
ことにより発生する熱を効率良く外部に排出して、当該
熱の影響による不具合の発生を未然に防止し得るように
なされている。
The monolithic substrate 35 in the light absorber array 23 is formed of a material having a high thermal conductivity, so that the heat generated by the light absorber 36 absorbing the light beam can be efficiently transferred to the outside. It is designed to prevent the occurrence of defects due to the influence of the heat.

【0079】次にこの第1〜第3のアレイ型レーザ光源
15R、15G、15Bにおける発光素子アレイ20の
各発光素子31から発射された光ビームの合波について
説明する。なお以下の説明においては、説明を分かり易
くするため、発光素子31から発射される光ビームの光
パワーの初期値を4単位とする。
Next, the combination of the light beams emitted from the respective light emitting elements 31 of the light emitting element array 20 in the first to third array type laser light sources 15R, 15G and 15B will be described. In the following description, the initial value of the optical power of the light beam emitted from the light emitting element 31 is set to 4 units for easy understanding of the description.

【0080】図5に示すように、この第1〜第3のアレ
イ型レーザ光源15R、15G、15Bでは、1つの第
1の発光素子31から発射された第1の光ビームは、光
パワーの2単位分がハーフミラーアレイ22内の対応す
る第1のハーフミラー23で反射されて矢印x方向に隣
接する第2のハーフミラー23に進行し、残りの2単位
分が当該第1のハーフミラー33を透過直進して光吸収
体アレイ23における対応する光吸収体36に吸収され
る。
As shown in FIG. 5, in the first to third array type laser light sources 15R, 15G and 15B, the first light beam emitted from one first light emitting element 31 is of optical power. Two units are reflected by the corresponding first half mirror 23 in the half mirror array 22, travel to the second half mirror 23 adjacent in the arrow x direction, and the remaining two units are the first half mirror. After passing through 33, the light absorber 36 is absorbed by the corresponding light absorber 36 in the light absorber array 23.

【0081】そして第2のハーフミラー33に向かった
光パワー2単位の第1の光ビームは、当該第2のハーフ
ミラー33において光パワーの1単位分が透過直進し、
残りの1単位分が反射して光吸収体アレイ23における
対応する光吸収体36に吸収される。
Then, the first light beam with the optical power of 2 units directed to the second half mirror 33 is transmitted by one unit of the optical power in the second half mirror 33, and goes straight.
The remaining one unit is reflected and absorbed by the corresponding light absorber 36 in the light absorber array 23.

【0082】同様に、第1の発光素子31に対して矢印
x方向に隣接する第2の発光素子31から発射された第
2の光ビームは、4単位分の光パワーのうちの2単位分
が第2のハーフミラー33で反射して矢印x方向に隣接
する第3のハーフミラー33に向かい、残りの2単位分
が第2のハーフミラー33を透過直進して光吸収体アレ
イ23における対応する光吸収体36に吸収される。従
って、第3のハーフミラー33に向かう光ビームのパワ
ーは、合波された3単位の光ビームとなる。
Similarly, the second light beam emitted from the second light emitting element 31 adjacent to the first light emitting element 31 in the direction of arrow x is equivalent to 2 units of the optical power of 4 units. Is reflected by the second half mirror 33 toward the third half mirror 33 adjacent in the direction of the arrow x, and the remaining two units are transmitted straight through the second half mirror 33 and go straight in the light absorber array 23. Is absorbed by the light absorber 36. Therefore, the power of the light beam directed to the third half mirror 33 becomes a combined light beam of 3 units.

【0083】このように光ビームのパワーは合波を繰り
返して、10個の発光素子31がすべてオンした場合、最
大パワーは4単位−2−8単位となる。従って、この実
施の形態による第1〜第3のアレイ型レーザ光源15
R、15G、15Bの場合、1つの走査線に対応する10
個の発光素子31のオン・オフを任意に組み合わせるこ
とにより、1023階調の階調表示が可能となる。
As described above, when the powers of the light beams are repeatedly combined and all 10 light emitting elements 31 are turned on, the maximum power is 4 units- 2-8 units. Therefore, the first to third array type laser light sources 15 according to this embodiment
In case of R, 15G, 15B, 10 corresponding to one scanning line
By arbitrarily combining ON / OFF of the individual light emitting elements 31, it is possible to perform gradation display of 1023 gradations.

【0084】このような並列処理により、高フレームレ
ート及び高解像度かつ高ビットのカラー表示が可能とな
り、かくして得られた変調光ビームL2R、L2G、L
2Bがそれぞれ光増幅部16の対応する第1〜第3のア
レイ型光増幅器16R、16G、16Bに与えられる。
Such parallel processing enables color display with high frame rate, high resolution and high bit, and the modulated light beams L2R, L2G, L thus obtained.
2B is supplied to the corresponding first to third array type optical amplifiers 16R, 16G and 16B of the optical amplifier 16.

【0085】(4−2)第1〜第3のアレイ型光増幅器
16R、16G、16Bの詳細構成 一方、第1〜第3のアレイ型光増幅器16R、16G、
16Bにおいては、図6に示すように構成されており、
対応する第1〜第3のアレイ型レーザ光源15R、15
G、15Bから出射した空間的に一次元展開された有効
走査線数分の変調光ビームL2R、L2G、L2Bを、
結合光学系40及び当該光ビームの波長光のみを透過さ
せる光学フィルタ41を順次介して光学利得媒体42に
導入する。
(4-2) Detailed Structure of First to Third Array Type Optical Amplifiers 16R, 16G and 16B On the other hand, the first to third array type optical amplifiers 16R, 16G and
In 16B, it is configured as shown in FIG.
Corresponding first to third array type laser light sources 15R, 15
The modulated light beams L2R, L2G, and L2B, which are emitted from G and 15B and are spatially one-dimensionally expanded for the number of effective scanning lines,
The coupling optical system 40 and the optical filter 41 that transmits only the wavelength light of the light beam are sequentially introduced into the optical gain medium 42.

【0086】また光学利得媒体42には、励起光源43
から発射された第1の波長の励起光ビームL10が、光
密度均一化光学系44において強度分布が均一化された
後、ダイクロイックミラー45及び光学フィルタ41を
順次介して入射する。なお、この励起光ビームL10と
しては、後述のように光利得媒体42にドープされたド
ーパンドの光吸収断面積が最大又は十分に大きい波長近
傍に波長整合した半導体レーザ又は固体レーザが用いら
れる。
The optical gain medium 42 has a pumping light source 43.
The excitation light beam L10 having the first wavelength emitted from the laser beam is made uniform in intensity distribution in the light density uniformizing optical system 44, and then is sequentially incident through the dichroic mirror 45 and the optical filter 41. As the pumping light beam L10, a semiconductor laser or a solid-state laser, which is wavelength-matched in the vicinity of the wavelength where the optical absorption cross-section of the doped dopant doped in the optical gain medium 42 is maximum or sufficiently large as described later, is used.

【0087】光学利得媒体42は、入射する有効走査線
数分の変調光ビームL2R、L2G、L2Bをその空間
的相互位置関係を保持しつつ増幅する機能を有するもの
であり、図7に示すように、励起光ビームL10(実
線)を吸収し、対応する第1〜第3のアレイ型レーザ光
源15R、15G、15Bから発射される変調光ビーム
L2R、L2G、L2Bと同じ波長の光(破線)を放出
するドーパンドがドープされている。
The optical gain medium 42 has a function of amplifying the incident modulated light beams L2R, L2G, L2B corresponding to the number of effective scanning lines while maintaining their spatial mutual positional relationship, as shown in FIG. In addition, the excitation light beam L10 (solid line) is absorbed, and the light having the same wavelength as the modulated light beams L2R, L2G, and L2B emitted from the corresponding first to third array type laser light sources 15R, 15G, and 15B (broken line). Doped to emit.

【0088】かくして光学利得媒体42に入射した各変
調光ビームL2R、L2G、L2Bは、この光学利得媒
体42において当該光学利得媒体42の利得に応じた所
定強度にまで増幅され、この後光学フィルタ41と同様
の光学特性を有する光学フィルタ46を介して光学結合
部17に入射する。
Thus, each of the modulated light beams L2R, L2G, L2B incident on the optical gain medium 42 is amplified to a predetermined intensity according to the gain of the optical gain medium 42 in the optical gain medium 42, and then the optical filter 41. The light enters the optical coupling portion 17 through the optical filter 46 having the same optical characteristics as.

【0089】なお反射分布が形成された光学利得媒体4
2からは、自然放出過程による光の放射が発生すること
が知られている。この光の一部は、変調光ビームL2
R、L2G、L2Bと同様に光学利得媒体42を伝搬し
て増幅されることになる。この伝搬増幅光L11(図
6)はASE(Amplified Spontaneous Emission、自然
増幅光)と呼ばれるもので、変調光ビームL2R、L2
G、L2Bに対するノイズ成分となる。
The optical gain medium 4 having the reflection distribution is formed.
From 2, it is known that light emission occurs due to the spontaneous emission process. A part of this light is the modulated light beam L2.
As with R, L2G, and L2B, they propagate through the optical gain medium 42 and are amplified. This propagation amplified light L11 (FIG. 6) is called ASE (Amplified Spontaneous Emission, natural amplified light), and is modulated light beams L2R and L2.
It becomes a noise component for G and L2B.

【0090】そこでこの実施の形態においては、図6に
示すように、光学利得媒体42で発生した変調光ビーム
L2R、L2G、L2Bと同方向に伝搬するASE成分
については、光学フィルタ46を介して光吸収体47に
導波して当該光吸収体47に吸収させることにより除去
する一方、変調光ビームL2R、L2G、L2Bと反対
方向に伝搬するASE成分については、変調光ビームL
2R、L2G、L2Bの入射端側の光学フィルタ41及
びダイクロミラー45を順次介して光吸収体48に導波
して当該光吸収体48に吸収させることにより除去する
ようになされている。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 6, the ASE component propagating in the same direction as the modulated light beams L2R, L2G, L2B generated in the optical gain medium 42 is passed through the optical filter 46. The ASE component propagating in the opposite direction to the modulated light beams L2R, L2G, and L2B is guided by the light absorber 47 and absorbed by the light absorber 47 to be removed.
The optical filter 41 and the dichroic mirror 45 on the incident end side of 2R, L2G, and L2B are sequentially guided to the light absorber 48 and absorbed by the light absorber 48 to be removed.

【0091】ここで、実際上、光学利得媒体42におい
ては、図8に示すように、光増幅活性領域50、光閉込
め層51及び被覆52から構成される。そして光増幅活
性領域50は、対応する第1〜第3のアレイ型レーザ光
源15R、15G、15Bからの各変調光ビームL2
R、L2G、L2Bにそれぞれ対応させて設けられたフ
ァイバ状の光増幅チャネル53と、光増幅チャネル分離
層54とからなる高層を有している。この構造は、光学
利得媒体42の入射端面から出射端面まで連続した一貫
構造をなすものであり、これにより入射端面での変調光
ビームL2R、L2G、L2Bの相互位置関係の保持を
可能としている。
Here, in practice, the optical gain medium 42 is composed of an optical amplification active region 50, an optical confinement layer 51 and a coating 52, as shown in FIG. The light amplification active region 50 is provided with the modulated light beams L2 from the corresponding first to third array type laser light sources 15R, 15G, 15B.
It has a high layer composed of a fiber-shaped optical amplification channel 53 provided corresponding to R, L2G, and L2B, and an optical amplification channel separation layer 54. This structure forms a continuous structure that is continuous from the entrance end surface to the exit end surface of the optical gain medium 42, and thereby enables the mutual positional relationship between the modulated light beams L2R, L2G, and L2B to be maintained at the entrance end surface.

【0092】光増幅チャネル53は、変調光ビームL2
R、L2G、L2B及び励起光ビームL10に対して光
学的に透明な材料に、励起光ビームL10を吸収するド
ーパントが適量な濃度でドープされることにより形成さ
れる。ドーパントは、励起光ビームL10の波長帯に大
きな吸収断面積を、また変調光ビームL2R、L2G、
L2Bの波長帯に大きな放出断面積をもつ固有の電子遷
移が可能な材料を用いる。
The optical amplification channel 53 is provided with the modulated light beam L2.
It is formed by doping a material that is optically transparent to R, L2G, L2B and the excitation light beam L10 with a dopant that absorbs the excitation light beam L10 at an appropriate concentration. The dopant has a large absorption cross section in the wavelength band of the excitation light beam L10, and the modulated light beams L2R, L2G,
A material that has a large emission cross section in the L2B wavelength band and is capable of unique electronic transition is used.

【0093】光増幅チャネル53は、かかる励起光ビー
ムL10で励起されて変調光ビームL2R、L2G、L
2Bを増幅しながら、その入射端面に入射する変調光ビ
ームL2R、L2G、L2Bをその出射端面まで導波す
る機能を有するものであり、例えば、有機色素や希土類
イオン等をドープしたアクリル系有機材料、PMMA又
はシリガラス等を適用することができる。
The optical amplification channel 53 is excited by the excitation light beam L10 and modulated light beams L2R, L2G, L.
It has a function of guiding the modulated light beams L2R, L2G, L2B incident on its incident end face to its outgoing end face while amplifying 2B. For example, an acrylic organic material doped with an organic dye or a rare earth ion is used. , PMMA or frosted glass can be applied.

【0094】光増幅チャネル分離層54及び光閉込め層
51は、光学利得媒体42を伝搬する変調光ビームL2
R、L2G、L2B及び励起光ビームL10のうち、少
なくとも変調光ビームL2R、L2G、L2Bを光増幅
チャネル53に閉じ込めて隣り合う光増幅チャネル53
の信号のクロストークを遮断する機能を有するものであ
り、これにより高効率な光信号増幅を実現すると共に、
変調光ビームL2R、L2G、L2Bの入射端面におけ
る相対的な位置関係を光学利得媒体42の出射端面まで
保持しながら導波し得るようになされている。
The optical amplification channel separation layer 54 and the optical confinement layer 51 are used for the modulated light beam L2 propagating in the optical gain medium 42.
Of the R, L2G, L2B and the pumping light beam L10, at least the modulated light beams L2R, L2G, L2B are confined in the optical amplifying channel 53 and the adjacent optical amplifying channels 53.
It has a function of blocking the crosstalk of the signal of, thereby realizing highly efficient optical signal amplification, and
The modulated light beams L2R, L2G, and L2B can be guided while maintaining the relative positional relationship at the incident end face to the emitting end face of the optical gain medium 42.

【0095】なお、光学利得媒体42の光増幅チャネル
53の間隔ピッチは、変調光ビームL2R、L2G、L
2Bのピッチ又はその整数分の一に選定されており、こ
れにより空間解像度を維持し得るようになされている。
The interval pitch of the optical amplification channels 53 of the optical gain medium 42 depends on the modulated light beams L2R, L2G, L.
The pitch is selected to be a pitch of 2B or a fraction thereof, so that the spatial resolution can be maintained.

【0096】(5)本実施の形態の動作及び効果 以上の構成において、この投射型表示装置10では、図
9に示すように、供給されるフレーム周波数3.6〔kHz〕
の映像信号S1を信号分離部12において映像色信号S
2及び同期信号S3に分離し、この映像色信号S2に基
づき光源駆動部13において、色成分ごとに、有効走査
線ごとの駆動信号S3R、S3G、S3Bをそれぞれフ
レーム単位で一括生成し、当該駆動信号S3R、S3
G、S3Bに基づいて多色アレイ型光源部15の第1〜
第3のアレイ型レーザ光源15R、15G、15Bを駆
動する。
(5) Operation and effects of the present embodiment With the above configuration, in this projection type display device 10, as shown in FIG. 9, the supplied frame frequency is 3.6 [kHz].
Of the video signal S1 of
2 and a sync signal S3, and based on the video color signal S2, the light source drive unit 13 collectively generates drive signals S3R, S3G, and S3B for each effective scanning line for each color component on a frame-by-frame basis. Signals S3R, S3
The first to the first multicolor array light source units 15 based on G and S3B
The third array type laser light sources 15R, 15G and 15B are driven.

【0097】そしてこれら第1〜第3のアレイ型レーザ
光源15R、15G、15Bから発射された各変調光ビ
ームL2R、L2G、L2Bをそれぞれアレイ型光増幅
部16の対応する第1〜第3のアレイ型光増幅器16
R、16G、16Bにおいて光増幅し、この後これらを
光学結合部17において結合することにより1フレーム
の走査線ごとのカラー映像光ビームL1を生成する。
The modulated light beams L2R, L2G and L2B emitted from the first to third array type laser light sources 15R, 15G and 15B are respectively supplied to the first to third corresponding array type optical amplifiers 16. Array type optical amplifier 16
Optical amplification is performed in R, 16G, and 16B, and then these are combined in the optical combining unit 17 to generate a color image light beam L1 for each scanning line of one frame.

【0098】さらにこの走査線ごとのカラー映像光ビー
ムL1を、この後フレーム走査部18において偏向しな
がらスクリーン1の映像表示面に投射する。この結果、
このスクリーン1の映像表示面に、カラー映像光ビーム
L1に基づく3.6〔kHz〕のフレーム周波数のカラー映像
が表示される。
Further, the color image light beam L1 for each scanning line is projected on the image display surface of the screen 1 while being deflected by the frame scanning section 18 thereafter. As a result,
A color image having a frame frequency of 3.6 [kHz] based on the color image light beam L1 is displayed on the image display surface of the screen 1.

【0099】従って、この投射型映像表示装置10で
は、人の眼の最小分解視角と、眼球の追従運動の最大角
速度との比に概ね等しいフレーム周波数(3.6〔kHz〕)
で映像を表示することから、映像を眼球追従運動の特性
限界の解像度で表示することができ、かくして高動解像
度で高臨場感の映像を表示することができる。
Therefore, in this projection type image display device 10, the frame frequency (3.6 [kHz]) is approximately equal to the ratio of the minimum resolved viewing angle of the human eye to the maximum angular velocity of the eyeball following movement.
Since the image is displayed with, the image can be displayed with the resolution of the characteristic limit of the eye-following movement, and thus the image with a high sense of presence can be displayed with a high dynamic resolution.

【0100】またこの投射型映像表示装置10では、か
かるフレーム周波数で映像を表示するに際し、多色アレ
イ型光源部15の第1〜第3のアレイ型レーザ光源15
R、15G、15Bにおける二次元配置された各発光素
子31を一斉駆動させて走査線ごとの変調光ビームL2
R、L2G、L2Bを生成するようにしているため、高
フレーム周波数での映像表示に実用上十分に対応しなが
ら、表示映像の高品質化及び高精細化を図ることができ
る。
Further, in this projection type image display device 10, when displaying an image at such a frame frequency, the first to third array type laser light sources 15 of the multicolor array type light source section 15 are used.
The light emitting elements 31 arranged two-dimensionally in R, 15G, and 15B are simultaneously driven to modulate the modulated light beam L2 for each scanning line.
Since R, L2G, and L2B are generated, it is possible to achieve high quality and high definition of the displayed image while practically sufficiently supporting the image display at the high frame frequency.

【0101】さらにこの投射型映像表示装置10では、
多色アレイ型光源部15の第1〜第3のアレイ型レーザ
光源15R、15G、15Bから発射された各変調光ビ
ームL2R、L2G、L2Bをそれぞれアレイ型光増幅
部16の対応する第1〜第3のアレイ型光増幅器16
R、16G、16Bにおいて光増幅しているため、エネ
ルギー効率を向上させて少ない電力で動作させることが
できる。
Further, in this projection type image display device 10,
The modulated light beams L2R, L2G, and L2B emitted from the first to third array type laser light sources 15R, 15G, and 15B of the multicolor array type light source unit 15 respectively correspond to the first to the corresponding ones of the array type optical amplification unit 16. Third array type optical amplifier 16
Since the light is amplified in R, 16G, and 16B, it is possible to improve the energy efficiency and operate with less power.

【0102】実際上、例えばHDTVの解像度を例に具
体的数値を示すと、第1〜第3のアレイ型レーザ光源1
5R、15G、15Bの発光素子アレイ20を1080×10
素子の二次元アレイ素子とし、1走査線に対応する変調
光ビームL2R、L2G、L2Bの光出力を2〔μW〕、
光増幅利得を27〔dB〕として、各カラー映像信号光L1
の出力は1.08〔W〕、3原色合計で約3〔W〕となり、10
0インチクラスの大画面スクリーン上に十分に明るい映
像を表示することが可能となる。
Actually, for example, the resolution of HDTV is taken as an example, and concrete numerical values are shown, the first to third array type laser light sources 1 are shown.
1080 × 10 of 5R, 15G, 15B light emitting element array 20
As a two-dimensional array element of elements, the optical output of the modulated light beams L2R, L2G, and L2B corresponding to one scanning line is 2 [μW],
Each color video signal light L1 with optical amplification gain of 27 [dB]
Output is 1.08 [W], and the total of the three primary colors is about 3 [W].
It is possible to display a sufficiently bright image on a 0-inch large screen.

【0103】またこの場合、多色アレイ型光源部15の
全光出力も、約22〔mW〕と少ないので低消費動力動作
が可能であり、さらにフレーム走査部18における偏向
手段として24面ポリゴンミラーを9000〔rpm〕で回転駆
動させることによって、低消費電力での3.6〔kHz〕のフ
レーム走査が可能である。
Further, in this case, the total light output of the multicolor array type light source section 15 is as small as about 22 [mW], so that low power consumption operation is possible, and further, as a deflecting means in the frame scanning section 18, a 24-sided polygon mirror is used. By rotating the 9000 at 9000 [rpm], it is possible to scan at 3.6 [kHz] with low power consumption.

【0104】さらにこの投射型映像表示装置10では、
上述のような多色アレイ型光源部15のモノシリック化
及びアレイ型光増幅部16の採用によって、装置全体の
小型化や信頼性向上を図ることもできる。
Further, in this projection type image display device 10,
By making the multicolor array type light source unit 15 monolithic and adopting the array type optical amplification unit 16 as described above, it is possible to reduce the size of the entire device and improve the reliability.

【0105】以上の構成によれば、人の眼の最小分解視
角と、眼球の追従運動の最大角速度との比に概ね等しい
フレーム周波数(3.6〔kHz〕)で映像を表示するように
したことにより、映像を眼球追従運動の特性限界の解像
度で表示することができ、かくして高動解像度で高臨場
感の映像を表示することができる。
According to the above configuration, the image is displayed at the frame frequency (3.6 [kHz]) which is approximately equal to the ratio of the minimum resolved visual angle of the human eye to the maximum angular velocity of the eyeball following movement. The image can be displayed at the resolution of the characteristic limit of the eye-following movement, and thus, the image with high dynamic resolution and high sensation of reality can be displayed.

【0106】(6)他の実施の形態 なお上述の実施の形態においては、フレーム周波数を3.
6〔kHz〕とするようにした場合について述べたが、本発
明はこれに限らず、要は、人の眼の最小分解視角と、眼
球の追従運動の最大角速度との比に概ね等しいフレーム
周波数又はそれよりも高いフレーム周波数とするのであ
れば、フレーム周波数は3.6〔kHz〕以外の値であっても
良い。また映像を見る環境の照明条件下での人の眼の最
小分解視角をも考慮するのであれば、フレーム周波数は
3.6〔kHz〕よりも小さい値であっても良い。
(6) Other Embodiments In the above embodiment, the frame frequency is set to 3.
Although the case has been described as 6 (kHz), the present invention is not limited to this, the point is that the frame frequency is approximately equal to the ratio of the minimum resolved viewing angle of the human eye and the maximum angular velocity of the eyeball following movement. Alternatively, if the frame frequency is higher than that, the frame frequency may be a value other than 3.6 [kHz]. Also, if the minimum resolved viewing angle of the human eye under the lighting conditions of the viewing environment is also taken into consideration, the frame frequency is
It may be a value smaller than 3.6 [kHz].

【0107】また上述の実施の形態においては、多色ア
レイ型光源部15の第1〜第3のアレイ型レーザ光源1
5R、15G、15Bにおける発光素子アレイ20を、
発光素子31を二次元アレイ状に配置した構成とするよ
うにした場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、例えば、発光素子31を1フレームの有効走査線に
それぞれ対応させて1次元アレイ状に配置した構成とす
るようにしても良い。
In the above-described embodiment, the first to third array type laser light sources 1 of the multicolor array type light source unit 15 are used.
The light emitting element array 20 in 5R, 15G, and 15B is
The case where the light emitting elements 31 are arranged in a two-dimensional array has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the light emitting elements 31 are one-dimensionally associated with effective scanning lines of one frame. You may make it the structure arrange | positioned at array form.

【0108】さらに上述の実施の形態においては、多色
アレイ型光源部15の第1〜第3のアレイ型レーザ光源
15R、15G、15Bの発光素子アレイ20におい
て、1本の有効走査線に対して10個の発光素子31を
設けるようにした場合について述べたが、本発明はこれ
に限らず、10個よりも少なく又は多くするようにして
も良い。
Further, in the above-mentioned embodiment, in the light emitting element array 20 of the first to third array type laser light sources 15R, 15G and 15B of the multicolor array type light source section 15, one effective scanning line is set. Although the case where ten light emitting elements 31 are provided has been described above, the present invention is not limited to this, and the number may be less than or more than ten.

【0109】さらに上述の実施の形態においては、人の
眼の最小分解視角と、眼球の追従運動の最大角速度との
比に概ね等しいフレーム周波数又はそれよりも高いフレ
ーム周波数の映像信号に基づいて、走査線ごとのカラー
映像光ビームL1をフレーム単位で一括形成する変調光
生成手段としての第1〜第3のアレイ型レーザ光源15
R、15G、15Bを、図3のように構成するようにし
た場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この
他種々の構成を広く適用することができる。
Further, in the above-described embodiment, based on the video signal having the frame frequency substantially equal to or higher than the ratio of the minimum resolved visual angle of the human eye and the maximum angular velocity of the eye tracking movement, First to third array type laser light sources 15 as modulated light generating means for collectively forming the color image light beam L1 for each scanning line in frame units.
Although the case where R, 15G, and 15B are configured as shown in FIG. 3 has been described, the present invention is not limited to this, and various other configurations can be widely applied.

【0110】さらに上述の実施の形態においては、一括
生成した走査線ごとのカラー映像光ビームL1をスクリ
ーン11の映像表示面11Aでフレーム単位で一括走査
させる走査手段としてのスクリーン走査部18を、ポリ
ゴン回転ミラー又はガルバノミラー等の高速偏向可能な
光学的に平坦な反射鏡と、当該反射鏡を振動又は回転駆
動するアクチュエータと、走査駆動部14とで構成する
ようにした場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、この他種々の構成を広く適用することができる。
Further, in the above-described embodiment, the screen scanning unit 18 as a scanning unit for collectively scanning the image display surface 11A of the screen 11 on a frame-by-frame basis by the batch-generated color image light beam L1 for each scanning line is a polygon. A case has been described in which an optically flat reflecting mirror such as a rotating mirror or a galvanometer mirror capable of high-speed deflection, an actuator for vibrating or rotating the reflecting mirror, and a scan driving unit 14 are used. The invention is not limited to this, and various other configurations can be widely applied.

【0111】さらに上述の実施の形態においては、第1
〜第3のアレイ型レーザ光源15R、15G、15Bに
より一括生成された走査線ごとの変調光ビームL2R、
L2G、L2Bを光増幅する光増幅手段としての第1〜
第3のアレイ型光増幅器16R、16G、16Bを、図
6のように構成するようにした場合について述べたが、
本発明はこれに限らず、この他種々の構成を広く適用す
ることができる。
Further, in the above-described embodiment, the first
~ Modulated light beam L2R for each scanning line collectively generated by the third array type laser light sources 15R, 15G, 15B,
The first to the first as optical amplification means for optically amplifying L2G and L2B
The case where the third array type optical amplifiers 16R, 16G and 16B are configured as shown in FIG. 6 has been described.
The present invention is not limited to this, and various other configurations can be widely applied.

【0112】この場合において、第1〜第3のアレイ型
光増幅器16R、16G、16Bを、例えば図6との対
応部分に同一符号を付した図10に示すように、励起光
ビームL10を光学利得媒体42における変調光ビーム
L2R、L2G、L2Bの出射端側から入射させるよう
に構成しても良く、さらには、図6との対応部分に同一
符号を付した図11に示すように、励起光ビームL10
を光学利得媒体42における変調光ビームL2R、L2
G、L2Bの入射端側及び出射端側の両端側から入射さ
せるように構成するようにしても良い。
In this case, as shown in FIG. 10 in which the first to third array type optical amplifiers 16R, 16G and 16B have the same reference numerals as those in FIG. 6, the pumping light beam L10 is optically transmitted. The modulated light beams L2R, L2G, and L2B in the gain medium 42 may be configured to be incident from the emission end side, and further, as shown in FIG. Light beam L10
Are modulated light beams L2R and L2 in the optical gain medium 42.
The light may be incident from both the incident end side and the emission end side of G and L2B.

【0113】[0113]

【発明の効果】上述のように本発明によれば、映像表示
方法において、人の眼の最小分解視角と、眼球の追従運
動の最大角速度との比に概ね等しいフレーム周波数又は
それよりも高いフレーム周波数で映像を表示するように
したことにより、映像を眼球追従運動の特性限界の解像
度で表示することができ、かくしてより高い動解像度で
より高臨場感の映像を表示させ得る映像表示方法を実現
できる。
As described above, according to the present invention, in the image display method, the frame frequency which is approximately equal to the ratio of the minimum resolved viewing angle of the human eye to the maximum angular velocity of the eye tracking movement, or a frame frequency higher than that. By displaying the image at the frequency, it is possible to display the image at the resolution of the characteristic limit of eye tracking movement, thus realizing a video display method that can display a more realistic image with higher dynamic resolution. it can.

【0114】また本発明においては、映像表示装置にお
いて、人の眼の最小分解視角と、眼球の追従運動の最大
角速度との比に概ね等しいフレーム周波数又はそれより
も高いフレーム周波数で映像を表示するようにしたこと
により、映像を眼球追従運動の特性限界の解像度で表示
することができ、かくしてより高い動解像度でより高臨
場感の映像を表示させ得る映像表示装置を実現できる。
In the present invention, the image display device displays an image at a frame frequency substantially equal to or higher than the ratio of the minimum resolved viewing angle of the human eye to the maximum angular velocity of the eyeball following movement. By doing so, it is possible to display an image with a resolution that is the limit of the characteristic of eye-following movement, and thus it is possible to realize an image display device that can display a more realistic image with a higher dynamic resolution.

【0115】さらに本発明においては、映像表示用光源
装置において、人の眼の最小分解視角と、眼球の追従運
動の最大角速度との比に概ね等しいフレーム周波数又は
それよりも高いフレーム周波数の映像信号に基づいて、
走査線ごとの変調光をフレーム単位で一括生成する変調
光生成手段と、一括生成した上記走査線ごとの変調光
を、所定の映像表示面上でフレーム単位で一括走査させ
る走査手段とを設けるようにしたことにより、眼球追従
運動の特性限界の解像度で映像を表示することができ、
かくしてより高い動解像度でより高臨場感の映像を表示
させ得る映像表示用光源装置を実現できる。
Further, according to the present invention, in the image display light source device, an image signal having a frame frequency substantially equal to or higher than the ratio of the minimum resolved viewing angle of the human eye to the maximum angular velocity of the eye tracking movement. On the basis of,
Provided is a modulated light generation unit that collectively generates modulated light for each scanning line in frame units, and a scanning unit that collectively scans the generated modulated light for each scanning line on a predetermined image display surface in frame units. By doing so, it is possible to display the image at the resolution of the characteristic limit of eye tracking movement,
Thus, it is possible to realize a video display light source device capable of displaying a video with a higher dynamic resolution and a higher sense of presence.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本実施の形態による映像表示方式の説明に供す
る略線図である。
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a video display system according to an embodiment.

【図2】本実施の形態による投射型表示装置の構成を示
すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a projection type display device according to the present embodiment.

【図3】第1〜第3のアレイ型レーザ光源の構成を示す
側面図である。
FIG. 3 is a side view showing a configuration of first to third array type laser light sources.

【図4】発光素子アレイの構成を示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing a configuration of a light emitting element array.

【図5】第1〜第3のアレイ型レーザ光源における合波
結合の説明に供する概念図である。
FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining multiplexing coupling in first to third array type laser light sources.

【図6】第1〜第3のアレイ型光増幅器の構成を示すブ
ロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of first to third array type optical amplifiers.

【図7】ドーパントの光吸収及び蛍光特性を示す特性曲
線図である。
FIG. 7 is a characteristic curve diagram showing light absorption and fluorescence characteristics of a dopant.

【図8】光学利得媒体の構成を示す断面図である。FIG. 8 is a sectional view showing the structure of an optical gain medium.

【図9】本実施の形態による投影型表示装置の動作説明
に供する概念的なブロック図である。
FIG. 9 is a conceptual block diagram for explaining the operation of the projection display apparatus according to the present embodiment.

【図10】他の実施の形態を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing another embodiment.

【図11】他の実施の形態を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing another embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10……投射型映像表示装置、11……スクリーン、1
1A……映像表示面、13……光源駆動部、15……多
色アレイ型光源部、15R、15G、15B……アレイ
型レーザ光源、16……アレイ型光増幅部、16R、1
6G、16B……アレイ型光増幅器、17……光結合
部、18……フレーム走査部、20……発光素子アレ
イ、21……集光レンズアレイ、22……ハーフミラー
アレイ、23……光吸収体アレイ、31……発光素子、
32……集光レンズ、33……ハーフミラー、36、4
7、48……光吸収体、42……光学利得媒体、43…
…励起光源、50……光増幅活性領域、51……光閉込
め層、52……被覆、53……光増幅チャネル、54…
…光増幅チャネル分離層、L1……カラー映像光ビー
ム、L2R、L2G、L2B、L3R、L3G、L3B
……変調光ビーム、S1……カラー映像信号、S3R、
S3G、S3B……駆動信号。
10 ... Projection type image display device, 11 ... Screen, 1
1A ... Image display surface, 13 ... Light source driving section, 15 ... Multicolor array type light source section, 15R, 15G, 15B ... Array type laser light source, 16 ... Array type optical amplification section, 16R, 1
6G, 16B ... Array type optical amplifier, 17 ... Optical coupling section, 18 ... Frame scanning section, 20 ... Light emitting element array, 21 ... Condensing lens array, 22 ... Half mirror array, 23 ... Optical Absorber array, 31 ... Light emitting element,
32 ... Condensing lens, 33 ... Half mirror, 36, 4
7, 48 ... Optical absorber, 42 ... Optical gain medium, 43 ...
... excitation light source, 50 ... light amplification active region, 51 ... light confinement layer, 52 ... coating, 53 ... light amplification channel, 54 ...
... Optical amplification channel separation layer, L1 ... Color image light beam, L2R, L2G, L2B, L3R, L3G, L3B
...... Modulated light beam, S1 …… Color video signal, S3R,
S3G, S3B ... Drive signal.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01S 5/40 H01S 5/40 H04N 5/74 H04N 5/74 H ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (51) Int.Cl. 7 Identification Code FI Theme Coat (Reference) H01S 5/40 H01S 5/40 H04N 5/74 H04N 5/74 H

Claims (46)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】人の眼の最小分解視角と、眼球の追従運動
の最大角速度との比に概ね等しい第1のフレーム周波
数、又は当該第1のフレーム周波数よりも高い第2のフ
レーム周波数で映像を表示することを特徴とする映像表
示方法。
1. An image at a first frame frequency which is approximately equal to the ratio of the minimum resolved viewing angle of the human eye to the maximum angular velocity of the following movement of the eyeball, or a second frame frequency higher than the first frame frequency. An image display method characterized by displaying.
【請求項2】上記第1のフレーム周波数は、ほぼ3.6〔k
Hz〕でなることを特徴とする請求項1に記載の映像表示
方法。
2. The first frame frequency is approximately 3.6 [k
Hz]. The image display method according to claim 1, wherein
【請求項3】上記第1又は第2のフレーム周波数の映像
信号に基づいて、走査線ごとの変調光をフレーム単位で
一括生成する第1のステップと、 一括生成した上記走査線ごとの変調光を、所定の映像表
示面上で上記フレーム単位で一括走査させる第2のステ
ップとを具えることを特徴とする請求項1に記載の映像
表示方法。
3. A first step of collectively generating modulated light for each scanning line on a frame-by-frame basis on the basis of the video signal of the first or second frame frequency, and collectively generated modulated light for each scanning line. 2. The image display method according to claim 1, further comprising: a second step of collectively scanning a predetermined image display surface in units of the frame.
【請求項4】上記第1のステップでは、 各上記走査線に対応させて一次元又は二次元配置された
複数の発光素子を、上記映像信号に基づいて変調駆動す
ることにより、上記走査線ごとの上記変調光を上記フレ
ーム単位で一括生成することを特徴とする請求項3に記
載の映像表示方法。
4. In the first step, a plurality of light emitting elements, which are arranged one-dimensionally or two-dimensionally corresponding to each scanning line, are modulated and driven based on the video signal, so that each scanning line 4. The video display method according to claim 3, wherein the modulated light of is generated in a unit of the frame.
【請求項5】上記走査線ごとに、それぞれ複数の上記発
光素子を配置し、 上記走査線ごとに、対応する上記複数の発光素子からそ
れぞれ発射された各光ビームを合波することにより、上
記変調光を生成することを特徴とする請求項4に記載の
映像表示方法。
5. A plurality of the light emitting elements are arranged for each of the scanning lines, and the light beams emitted from the corresponding plurality of light emitting elements are multiplexed for each of the scanning lines to thereby combine the light beams. The image display method according to claim 4, wherein modulated light is generated.
【請求項6】対応する上記複数の発光素子からそれぞれ
発射された上記各光ビームを、当該各光ビームの光パワ
ーの比が2の等比級数に比例するように調整して合波す
ることを特徴とする請求項5に記載の映像表示方法。
6. The light beams emitted from the corresponding plurality of light emitting elements are adjusted and combined so that the ratio of the optical power of the respective light beams is proportional to a geometric progression of 2. The video display method according to claim 5, wherein:
【請求項7】上記走査線ごとに、対応する上記複数の発
光素子からそれぞれ発射された上記光ビームを、それぞ
れハーフミラーにより同一光軸上の同一伝播方向に反射
するようにして、当該各光ビームを順次合波することを
特徴とする請求項5に記載の映像表示方法。
7. The light beams emitted from the corresponding plurality of light emitting elements for each scanning line are reflected by half mirrors in the same propagation direction on the same optical axis, and the respective light beams are emitted. The image display method according to claim 5, wherein the beams are sequentially multiplexed.
【請求項8】各上記ハーフミラーは、透過率がほぼ50
〔%〕であることを特徴とする請求項7に記載の映像表
示方法。
8. Each of the half mirrors has a transmittance of about 50.
The image display method according to claim 7, wherein the image display method is [%].
【請求項9】上記第1及び第2のステップの間に設けら
れ、上記第1のステップにおいて一括生成された上記走
査線ごとの変調光をそれぞれ光増幅する光増幅ステップ
を具えることを特徴とする請求項3に記載の映像表示方
法。
9. An optical amplification step, which is provided between the first and second steps, and which optically amplifies the modulated light for each scanning line, which is collectively generated in the first step. The image display method according to claim 3.
【請求項10】人の眼の最小分解視角と、眼球の追従運
動の最大角速度との比に概ね等しい第1のフレーム周波
数、又は当該第1のフレーム周波数よりも高い第2のフ
レーム周波数で映像を表示することを特徴とする映像表
示装置。
10. An image at a first frame frequency that is approximately equal to the ratio of the minimum resolved viewing angle of the human eye and the maximum angular velocity of the eye movement, or a second frame frequency that is higher than the first frame frequency. An image display device characterized by displaying.
【請求項11】上記第1のフレーム周波数は、ほぼ3.6
〔kHz〕でなることを特徴とする請求項10に記載の映
像表示装置。
11. The first frame frequency is approximately 3.6.
The image display device according to claim 10, wherein the image display device has a frequency of [kHz].
【請求項12】上記第1又は第2のフレーム周波数の映
像信号に基づいて、走査線ごとの変調光をフレーム単位
で一括生成する変調光生成手段と、 一括生成した上記走査線ごとの変調光を、所定の映像表
示面上で上記フレーム単位で一括走査させる走査手段と
を具えることを特徴とする請求項10に記載の映像表示
装置。
12. Modulated light generation means for collectively generating modulated light for each scanning line on a frame-by-frame basis based on the video signal of the first or second frame frequency, and the modulated light for each scanning line generated collectively. 11. The image display device according to claim 10, further comprising: a scanning unit that collectively scans a predetermined image display surface on a frame-by-frame basis.
【請求項13】上記変調光生成手段は、 各上記走査線に対応させて一次元又は二次元配置された
複数の発光素子を具え、 上記映像信号に基づいて各上記発光素子を変調駆動する
ことにより、上記走査線ごとの上記変調光を上記フレー
ム単位で一括生成することを特徴とする請求項12に記
載の映像表示装置。
13. The modulated light generating means comprises a plurality of light emitting elements arranged one-dimensionally or two-dimensionally corresponding to each scanning line, and modulates and drives each of the light emitting elements based on the video signal. 13. The video display device according to claim 12, wherein the modulated light for each scanning line is collectively generated for each frame.
【請求項14】上記複数の発光素子が一体化されたこと
を特徴とする請求項13に記載の映像表示装置。
14. The image display device according to claim 13, wherein the plurality of light emitting elements are integrated.
【請求項15】上記変調光生成手段は、 上記走査線ごとに、それぞれ複数の上記発光素子が配置
され、 上記走査線ごとに、対応する上記複数の発光素子からそ
れぞれ発射された各光ビームを合波することにより、上
記変調光を生成する合波手段を具えることを特徴とする
請求項13に記載の映像表示装置。
15. The modulated light generating means has a plurality of the light emitting elements arranged for each scanning line, and emits each light beam emitted from the corresponding plurality of light emitting elements for each scanning line. 14. The video display device according to claim 13, further comprising a multiplexing unit that generates the modulated light by multiplexing.
【請求項16】上記合波手段は、 対応する上記複数の発光素子からそれぞれ発射された上
記各光ビームを、当該各光ビームの光パワーの比が2の
等比級数に比例するように調整して合波することを特徴
とする請求項15に記載の映像表示装置。
16. The combining means adjusts the respective light beams emitted from the corresponding plurality of light emitting elements so that the ratio of the optical power of the respective light beams is proportional to a geometric progression of 2. 16. The video display device according to claim 15, wherein the video display device and the light are multiplexed.
【請求項17】上記合波手段は、 上記走査線ごとの上記複数の発光素子にそれぞれ対応さ
せて配置され、それぞれ対応する上記発光素子から発射
された上記光ビームを同一光軸上の同一伝播方向に反射
するようにして、当該各光ビームを順次合波する複数の
ハーフミラーを具えることを特徴とする請求項15に記
載の映像表示装置。
17. The combining means is arranged corresponding to each of the plurality of light emitting elements for each scanning line, and propagates the light beams emitted from the corresponding light emitting elements on the same optical axis. 16. The image display device according to claim 15, further comprising a plurality of half mirrors that sequentially combine the respective light beams so as to be reflected in a direction.
【請求項18】各上記ハーフミラーは、透過率がほぼ50
〔%〕であることを特徴とする請求項17に記載の映像
表示装置。
18. Each of the half mirrors has a transmittance of about 50.
The image display device according to claim 17, wherein the image display device is [%].
【請求項19】上記複数のハーフミラーが一体化された
ことを特徴とする請求項17に記載の映像表示装置。
19. The image display device according to claim 17, wherein the plurality of half mirrors are integrated.
【請求項20】上記合波手段は、 各上記ハーフミラーをそれぞれ透過した各上記光ビーム
を吸収する光吸収体を具えることを特徴とする請求項1
7に記載の映像表示装置。
20. The light combining means comprises a light absorber for absorbing the respective light beams transmitted through the respective half mirrors.
7. The video display device according to 7.
【請求項21】各上記ハーフミラー及び上記光吸収体が
一体化されたことを特徴とする請求項20に記載の映像
表示装置。
21. The image display device according to claim 20, wherein each of the half mirrors and the light absorber are integrated.
【請求項22】上記走査手段は、 光学的に平坦な反射鏡と、 上記反射鏡を上記映像信号に同期させて振動又は回転駆
動する駆動手段とを具えることを特徴とする請求項12
に記載の映像表示装置。
22. The scanning means comprises an optically flat reflecting mirror, and driving means for vibrating or rotating the reflecting mirror in synchronization with the video signal.
The video display device described in.
【請求項23】上記反射鏡は、回転式ポリゴンミラー又
はガルバノミラーであることを特徴とする請求項22に
記載の映像表示装置。
23. The image display device according to claim 22, wherein the reflecting mirror is a rotary polygon mirror or a galvanometer mirror.
【請求項24】上記変調光生成手段及び上記走査手段間
に設けられ、上記変調光生成手段により一括生成された
上記走査線ごとの変調光をそれぞれ光増幅する光増幅手
段を具えることを特徴とする請求項12に記載の映像表
示装置。
24. An optical amplifying means is provided between the modulated light generating means and the scanning means, and optically amplifies the modulated light for each scanning line collectively generated by the modulated light generating means. The image display device according to claim 12.
【請求項25】上記光増幅手段は、 所定波長の励起光を吸収すると共に上記変調光の入射に
より当該変調光と同じ波長の光を放出する光吸収放出材
料がドープされた、上記変調光及び励起光に対して透明
な光学材料からなる光増幅媒体と、 上記光増幅媒体内に上記励起光を放射する励起光源とを
具えることを特徴とする請求項24に記載の映像表示装
置。
25. The modulated light, wherein the light amplifying means is doped with a light absorbing and emitting material that absorbs excitation light of a predetermined wavelength and emits light of the same wavelength as the modulated light when the modulated light enters. 25. The image display device according to claim 24, comprising an optical amplification medium made of an optical material transparent to the excitation light, and an excitation light source for emitting the excitation light in the optical amplification medium.
【請求項26】上記光増幅媒体は、 上記変調光生成手段から発射される各上記変調光にそれ
ぞれ対応させて設けられた複数の導波路を有し、各上記
変調光を、それぞれ対応する導波路により、他の上記変
調光と結合させることなく、上記光増幅媒体の入射端面
における各上記変調光の相互の位置関係を保持したまま
当該光増幅媒体の出射端面まで導波することを特徴とす
る請求項25に記載の映像表示装置。
26. The optical amplifying medium has a plurality of waveguides provided corresponding to the modulated lights emitted from the modulated light generating means, respectively, and guides the modulated lights respectively. The waveguide guides light to the exit end face of the optical amplification medium while maintaining the mutual positional relationship of the modulated lights at the incidence end face of the optical amplification medium without being coupled with the other modulated light. The image display device according to claim 25.
【請求項27】各上記導波路はファイバ状であり、各上
記導波路の端部を結束することにより上記光増幅媒体の
上記入射端面及び上記出射端面が形成されたことを特徴
とする請求項26に記載の映像表示装置。
27. Each of the waveguides has a fiber shape, and the incident end face and the output end face of the optical amplification medium are formed by binding the end portions of the waveguides. 26. The video display device according to 26.
【請求項28】上記光増幅媒体は、各上記導波路を一体
化することにより形成されたことを特徴とする請求項2
6に記載の映像表示装置。
28. The optical amplifying medium is formed by integrating the respective waveguides.
6. The video display device according to item 6.
【請求項29】ビーム走査型の映像表示装置に用いられ
る映像表示用光源装置において、 人の眼の最小分解視角と、眼球の追従運動の最大角速度
との比に概ね等しい第1のフレーム周波数、又は当該第
1のフレーム周波数よりも高い第2のフレーム周波数の
映像信号に基づいて、走査線ごとの変調光をフレーム単
位で一括生成する変調光生成手段と、 一括生成した上記走査線ごとの変調光を、所定の映像表
示面上で上記フレーム単位で一括走査させる走査手段と
を具えることを特徴とする映像表示用光源装置。
29. An image display light source device used in a beam scanning type image display device, wherein a first frame frequency approximately equal to a ratio between a minimum resolved viewing angle of a human eye and a maximum angular velocity of eyeball following movement, Alternatively, a modulated light generation unit that collectively generates modulated light for each scanning line on a frame-by-frame basis based on a video signal having a second frame frequency higher than the first frame frequency, and the collectively generated modulation for each scanning line. A light source device for video display, comprising: a scanning means for collectively scanning light on a predetermined video display surface in the frame unit.
【請求項30】上記第1のフレーム周波数は、ほぼ3.6
〔kHz〕でなることを特徴とする請求項29に記載の映
像表示用光源装置。
30. The first frame frequency is approximately 3.6.
30. The light source device for image display according to claim 29, which is made of [kHz].
【請求項31】上記変調光生成手段は、 各上記走査線に対応させて一次元又は二次元配置された
複数の発光素子を具え、 上記映像信号に基づいて各上記発光素子を変調駆動する
ことにより、上記走査線ごとの上記変調光を上記フレー
ム単位で一括生成することを特徴とする請求項29に記
載の映像表示用光源装置。
31. The modulated light generating means includes a plurality of light emitting elements arranged one-dimensionally or two-dimensionally corresponding to each scanning line, and modulates and drives each light emitting element based on the video signal. 30. The light source device for image display according to claim 29, wherein the modulated light for each scanning line is collectively generated in the frame unit.
【請求項32】上記複数の発光素子が一体化されたこと
を特徴とする請求項31に記載の映像表示用光源装置。
32. The light source device for image display according to claim 31, wherein the plurality of light emitting elements are integrated.
【請求項33】上記変調光生成手段は、 上記走査線ごとに、それぞれ複数の上記発光素子が配置
され、 上記走査線ごとに、対応する上記複数の発光素子からそ
れぞれ発射された各光ビームを合波することにより、上
記変調光を生成する合波手段を具えることを特徴とする
請求項31に記載の映像表示用光源装置。
33. The modulated light generating means includes a plurality of light emitting elements arranged for each scanning line, and emits each light beam emitted from the corresponding plurality of light emitting elements for each scanning line. 32. The light source device for image display according to claim 31, further comprising a combining means for generating the modulated light by combining.
【請求項34】上記合波手段は、 対応する上記複数の発光素子からそれぞれ発射された上
記各光ビームを、当該各光ビームの光パワーの比が2の
等比級数に比例するように調整して合波することを特徴
とする請求項33に記載の映像表示用光源装置。
34. The combining means adjusts the respective light beams emitted from the corresponding plurality of light emitting elements so that the ratio of the optical power of the respective light beams is proportional to a geometric progression of 2. 34. The light source device for image display according to claim 33, wherein the light sources are combined and multiplexed.
【請求項35】上記合波手段は、 上記走査線ごとの上記複数の発光素子にそれぞれ対応さ
せて配置され、それぞれ対応する上記発光素子から発射
された上記光ビームを同一光軸上の同一伝播方向に反射
するようにして、当該各光ビームを順次合波する複数の
ハーフミラーを具えることを特徴とする請求項33に記
載の映像表示用光源装置。
35. The combining means is arranged so as to correspond to the plurality of light emitting elements for each scanning line, and the light beams emitted from the corresponding light emitting elements are co-propagated on the same optical axis. 34. The light source device for image display according to claim 33, comprising a plurality of half mirrors for sequentially multiplexing the respective light beams so as to be reflected in a direction.
【請求項36】各上記ハーフミラーは、透過率がほぼ50
〔%〕であることを特徴とする請求項35に記載の映像
表示用光源装置。
36. Each half mirror has a transmittance of approximately 50.
The image display light source device according to claim 35, wherein the light source device is [%].
【請求項37】上記複数のハーフミラーが一体化された
ことを特徴とする請求項35に記載の映像表示用光源装
置。
37. The light source device for image display according to claim 35, wherein the plurality of half mirrors are integrated.
【請求項38】上記合波手段は、 各上記ハーフミラーをそれぞれ透過した各上記光ビーム
を吸収する光吸収体を具えることを特徴とする請求項3
5に記載の映像表示用光源装置。
38. The combining means comprises a light absorber for absorbing each of the light beams transmitted through each of the half mirrors.
5. The image display light source device according to item 5.
【請求項39】各上記ハーフミラー及び上記光吸収体が
一体化されたことを特徴とする請求項38に記載の映像
表示用光源装置。
39. The image display light source device according to claim 38, wherein each of the half mirrors and the light absorber are integrated.
【請求項40】上記走査手段は、 光学的に平坦な反射鏡と、 上記反射鏡を上記映像信号に同期させて振動又は回転駆
動する駆動手段とを具えることを特徴とする請求項29
に記載の映像表示用光源装置。
40. The scanning means comprises an optically flat reflecting mirror, and driving means for vibrating or rotating the reflecting mirror in synchronization with the video signal.
The light source device for image display according to.
【請求項41】上記反射鏡は、回転式ポリゴンミラー又
はガルバノミラーであることを特徴とする請求項40に
記載の映像表示用光源装置。
41. The light source device for image display according to claim 40, wherein the reflecting mirror is a rotary polygon mirror or a galvanometer mirror.
【請求項42】上記変調光生成手段及び上記走査手段間
に設けられ、上記変調光生成手段により一括生成された
上記走査線ごとの変調光をそれぞれ光増幅する光増幅手
段を具えることを特徴とする請求項29に記載の映像表
示用光源装置。
42. An optical amplifying means is provided between the modulated light generating means and the scanning means, and optically amplifies the modulated light for each scanning line collectively generated by the modulated light generating means. The light source device for image display according to claim 29.
【請求項43】上記光増幅手段は、 所定波長の励起光を吸収すると共に上記変調光の入射に
より当該変調光と同じ波長の光を放出する光吸収放出材
料がドープされた、上記変調光及び励起光に対して透明
な光学材料からなる光増幅媒体と、 上記光増幅媒体内に上記励起光を放射する励起光源とを
具えることを特徴とする請求項42に記載の映像表示用
光源装置。
43. The modulated light, wherein the light amplifying means is doped with a light absorption / emission material that absorbs excitation light of a predetermined wavelength and emits light of the same wavelength as the modulated light upon incidence of the modulated light. 43. The light source device for image display according to claim 42, comprising an optical amplification medium made of an optical material transparent to excitation light, and an excitation light source for emitting the excitation light in the optical amplification medium. .
【請求項44】上記光増幅媒体は、 上記変調光生成手段から発射される各上記変調光にそれ
ぞれ対応させて設けられた複数の導波路を有し、各上記
変調光を、それぞれ対応する導波路により、他の上記変
調光と結合させることなく、上記光増幅媒体の入射端面
における各上記変調光の相互の位置関係を保持したまま
当該光増幅媒体の出射端面まで導波することを特徴とす
る請求項43に記載の映像表示用光源装置。
44. The optical amplification medium has a plurality of waveguides respectively provided corresponding to the modulated lights emitted from the modulated light generating means, and guides the modulated lights respectively. The waveguide guides light to the exit end face of the optical amplification medium while maintaining the mutual positional relationship of the modulated lights at the incidence end face of the optical amplification medium without being coupled with the other modulated light. The light source device for image display according to claim 43.
【請求項45】各上記導波路はファイバ状であり、各上
記導波路の端部を結束することにより上記光増幅媒体の
上記入射端面及び上記出射端面が形成されたことを特徴
とする請求項44に記載の映像表示用光源装置。
45. The waveguide is fiber-shaped, and the incident end face and the output end face of the optical amplification medium are formed by binding the end portions of the waveguides. 44. The image display light source device according to item 44.
【請求項46】上記光増幅媒体は、各上記導波路を一体
化することにより形成されたことを特徴とする請求項4
4に記載の映像表示用光源装置。
46. The optical amplifying medium is formed by integrating the respective waveguides.
4. The image display light source device according to item 4.
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