JP2007156438A - Display device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a display device which can suppress variations in color balance due to a temperature change and enables a proper color balance image to be viewed immediately after the device is started by achieving the temperature control of a laser with small electric power consumption and not only more reduces electric power consumption but also reduces a load to a semiconductor laser used for a light source by setting the set temperature of the temperature control, according to room temperature, according to its change. <P>SOLUTION: The device includes the semiconductor laser or an SHG laser, a fan and a laser section temperature sensor therein. The semiconductor laser or the SHG laser is temperature-controlled to a proper set temperature by using a signal from the laser section temperature sensor by the fan. It is desirable that the laser section temperature sensor is installed near the semiconductor laser. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体レーザーとファン、温度検出部が含まれる表示装置に関するものである。   The present invention relates to a display device including a semiconductor laser, a fan, and a temperature detection unit.

特許文献1に示されるように、光源にレーザーを用いるディスプレイ装置が提案されている。光源にレーザーを用いることでランプを用いた場合と比べ、省電力化、小型化、電池駆動可能などのメリットが発生する。また、レーザーを用いることで色再現範囲の拡大が可能となるという特徴もある。図6に従来のディスプレイ装置101の構成を示す。電池109は本装置の駆動回路や光源に電力の供給を行う。赤色光源102、青色光源103、緑色光源104から出力されたレーザー光はダイクロイックミラー105a〜105cを用いてガルバノミラー106へ導かれる。ガルバノミラー106は高速に角度変化し、入射したレーザー光を液晶パネル107の面内へ均一な光量で照射させる。透過型液晶パネル107を透過したレーザー光は出射レンズ108を透過して映像として出力される。
特開平6−208089号公報
As shown in Patent Document 1, a display device using a laser as a light source has been proposed. By using a laser as the light source, there are merits such as power saving, downsizing, and battery driving compared to the case of using a lamp. Another feature is that the color reproduction range can be expanded by using a laser. FIG. 6 shows a configuration of a conventional display device 101. The battery 109 supplies power to the drive circuit and the light source of this apparatus. Laser light output from the red light source 102, the blue light source 103, and the green light source 104 is guided to the galvanometer mirror 106 using the dichroic mirrors 105a to 105c. The galvanometer mirror 106 changes the angle at high speed, and irradiates the incident laser beam on the surface of the liquid crystal panel 107 with a uniform amount of light. The laser light transmitted through the transmissive liquid crystal panel 107 passes through the exit lens 108 and is output as an image.
Japanese Patent Laid-Open No. 6-208089

しかしながら、前記従来の構成ではレーザーの温度制御に配慮されておらず、温度変化による半導体レーザーの波長変化および出力変化が発生していた。半導体レーザーの波長変化や出力変化が発生すると投射される映像の明るさが変化するだけでなく、色バランスが崩れるという問題が発生してしまう。また、緑色光源としては現状信頼性のある半導体レーザーが存在しないため波長変換方式(SHG方式)を用いた光源が用いられる。波長変換方式を用いる場合は半導体レーザーよりもさらに温度に対するケアが必要である。大きな温度変化により波長変換に用いられる結晶の位相性合波長が大きく変化し緑色光の出力が不可能になる場合もあるからである。温度制御の手段としてはペルチエ素子を用いた制御が考えられるが、ペルチエ素子を用いた場合にはペルチエ素子から発生する大量の熱や、コスト高、消費電力の増加という課題が生じてしまう。   However, the conventional configuration does not consider laser temperature control, and changes in wavelength and output of the semiconductor laser due to temperature changes have occurred. When the wavelength change or output change of the semiconductor laser occurs, not only the brightness of the projected image changes, but also the color balance is lost. As a green light source, a light source using a wavelength conversion method (SHG method) is used because there is no currently reliable semiconductor laser. When the wavelength conversion method is used, care for temperature is further required than for the semiconductor laser. This is because the phase alignment wavelength of the crystal used for wavelength conversion may change greatly due to a large temperature change, making it impossible to output green light. As a means for temperature control, control using a Peltier element is conceivable. However, when a Peltier element is used, problems such as a large amount of heat generated from the Peltier element, high costs, and an increase in power consumption arise.

上記の課題を解決するため、本発明のディスプレイ装置は、装置内に半導体レーザーまたはSHGレーザーおよびファン、レーザー部温度センサーが含まれ、前記半導体レーザーもしくはSHGレーザーが前記ファンにより前記レーザー部温度センサーからの信号を用いて適当な設定温度に温度制御されていることを特徴とする。   In order to solve the above problems, the display device of the present invention includes a semiconductor laser or SHG laser and a fan and a laser part temperature sensor in the apparatus, and the semiconductor laser or SHG laser is separated from the laser part temperature sensor by the fan. It is characterized in that the temperature is controlled to an appropriate set temperature using the above signal.

また、前記レーザー部温度センサーが前記半導体レーザー近傍に設置されていることが望ましい。   In addition, it is desirable that the laser temperature sensor is installed in the vicinity of the semiconductor laser.

また、室温をモニターする室温モニター装置が備えられ、前記半導体レーザーの温度制御の設定温度が前記室温モニター装置を用いて決定されることが好ましい。   It is preferable that a room temperature monitoring device for monitoring the room temperature is provided, and a set temperature for temperature control of the semiconductor laser is determined using the room temperature monitoring device.

また、室温の変化に伴い、前記半導体レーザーの温度制御の設定温度が変化することが望ましい。   Further, it is desirable that the set temperature of the temperature control of the semiconductor laser changes as the room temperature changes.

また、前記半導体レーザーまたはSHGレーザーの温度制御の設定温度が半導体レーザーの発振不能温度以下であり、前記発振不能温度近傍に達した時点で前記半導体レーザーもしくはSHGレーザーの駆動電流に制限がかかることが望ましい。   In addition, when the set temperature of the temperature control of the semiconductor laser or SHG laser is equal to or lower than the temperature at which the semiconductor laser cannot oscillate and reaches the vicinity of the oscillation impossible temperature, the driving current of the semiconductor laser or SHG laser may be limited. desirable.

また、前記半導体レーザーまたはSHGレーザーの温度が発振不能温度となる前に、使用環境の温度を下げるように注意・警告の表示がなされることが好ましい。   Further, it is preferable that a warning / warning is displayed so as to lower the temperature of the use environment before the temperature of the semiconductor laser or the SHG laser becomes an oscillation impossible temperature.

また、前記半導体レーザーまたはSHGレーザーの温度が発振不能温度近傍に達した時点で、光源の出力を低下させることを知らせる表示を行うことが好ましい。   Further, it is preferable to perform a display notifying that the output of the light source is reduced when the temperature of the semiconductor laser or the SHG laser reaches the vicinity of the oscillation impossible temperature.

また、装置起動時において前記半導体レーザーまたはSHGレーザーの温度制御の設定温度になるまでファンを駆動しないことが好ましい。   Further, it is preferable not to drive the fan until the temperature of the semiconductor laser or the SHG laser reaches a preset temperature at the time of starting the apparatus.

また、前記半導体レーザーまたはSHGレーザーの出力安定化機構が含まれていることが望ましい。   It is desirable that an output stabilization mechanism of the semiconductor laser or SHG laser is included.

また、前記レーザー部温度センサーにより検知された温度をもとに前記出力安定化機構の目標出力値が決定されることが好ましい。   The target output value of the output stabilization mechanism is preferably determined based on the temperature detected by the laser temperature sensor.

また、前記SHGレーザーがマイクロチップ型であることが好ましい。マイクロチップ型のSHGレーザーは小型の装置への利用に適している。   The SHG laser is preferably a microchip type. The microchip type SHG laser is suitable for use in a small apparatus.

また、前記マイクロチップ型のSHGレーザーにおいて、前記SHGレーザーの温度制御の設定温度以下でのポンプ用半導体レーザーの発振波長が固体レーザーの吸収ピーク波長よりも短いことが望ましい。   In the microchip type SHG laser, it is desirable that the oscillation wavelength of the pump semiconductor laser at a temperature lower than the set temperature of the temperature control of the SHG laser is shorter than the absorption peak wavelength of the solid laser.

また、前記マイクロチップ型のSHGレーザーにおいて、前記SHGレーザーの温度制御の設定温度以下での波長変換素子の位相整合波長が固体レーザーの発振波長よりも短いことが望ましい。   In the microchip type SHG laser, it is desirable that the phase matching wavelength of the wavelength conversion element at a temperature lower than the set temperature of the temperature control of the SHG laser is shorter than the oscillation wavelength of the solid laser.

また、前記マイクロチップ型のSHGレーザーの温度がある一定温度に達した後出力安定化動作が行われることが望ましい。   Further, it is preferable that the output stabilization operation is performed after the temperature of the microchip type SHG laser reaches a certain temperature.

また、前記SHGレーザーがファイバーレーザー型であることが好ましい。ファイバーレーザー型のSHGレーザーは高輝度のディスプレイ装置に適している。   The SHG laser is preferably a fiber laser type. The fiber laser type SHG laser is suitable for a display device with high brightness.

また、前記ファイバーレーザー型SHGレーザーにおいて、ポンプ用半導体レーザーの温度制御の設定温度以下でのポンプ用半導体レーザーの発振波長が希土類ドープファイバーの吸収ピーク波長よりも短いことが望ましい。   Further, in the fiber laser type SHG laser, it is desirable that the oscillation wavelength of the pump semiconductor laser below the set temperature of the temperature control of the pump semiconductor laser is shorter than the absorption peak wavelength of the rare earth doped fiber.

また、前記ファイバーレーザー型SHGレーザーのポンプ用半導体レーザーの温度がある一定温度に達した後出力安定化動作が行われることが望ましい。   Further, it is preferable that the output stabilization operation is performed after the temperature of the semiconductor laser for pump of the fiber laser type SHG laser reaches a certain temperature.

以上の発明により、レーザーの温度制御が小さな消費電力で実現でき、温度変化に伴う色バランスの変動が抑制される。また、装置起動時からすぐに適切な色バランスの映像を見ることが可能となる。また、室温の変化に伴い温度制御の設定温度を室温に合わせて設定することで消費電力の低減をより実現できるだけでなく、光源に使用する半導体レーザーへの負荷を小さくすることができる。   With the above invention, laser temperature control can be realized with low power consumption, and color balance fluctuations associated with temperature changes are suppressed. In addition, an image with an appropriate color balance can be viewed immediately after the apparatus is started. Moreover, not only can the power consumption be reduced by setting the temperature control setting temperature to match the room temperature, but also the load on the semiconductor laser used for the light source can be reduced.

以下の実施の形態では、装置内に半導体レーザーもしくはSHGレーザー、ファン、レーザー温度検出部が含まれ、前記半導体レーザーがファンにより適当な設定温度に温度制御されているディスプレイ装置の構成について説明する。   In the following embodiments, a configuration of a display device in which a semiconductor laser or SHG laser, a fan, and a laser temperature detection unit are included in the device and the temperature of the semiconductor laser is controlled to an appropriate set temperature by the fan will be described.

(実施の形態1)
本発明の構成の概要を図1を用いて説明する。図1はディスプレイ装置1を上面から見たものである。赤色光源2、緑色光源3、青色光源4から出力されたレーザー光はロッドインテグレーター5を用いて光量が均一化された後、透過型液晶パネル6へ導かれる。透過型液晶パネル6を透過したレーザー光は合波プリズム7により合波され、出射レンズ8を透過して映像として出力される。本実施の形態において、映像出力用に透過型液晶パネルを用いたが、反射型液晶デバイス、ミラーを用いたデバイスなどを用いてもよい。
(Embodiment 1)
The outline of the configuration of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a top view of the display device 1. The laser light output from the red light source 2, the green light source 3, and the blue light source 4 is guided to the transmissive liquid crystal panel 6 after the amount of light is made uniform using the rod integrator 5. The laser light that has passed through the transmissive liquid crystal panel 6 is combined by the combining prism 7, passes through the exit lens 8, and is output as an image. In this embodiment, a transmissive liquid crystal panel is used for video output. However, a reflective liquid crystal device, a device using a mirror, or the like may be used.

本実施の形態では赤色光源2(発振波長640nm近傍)、青色光源4(発振波長440nm近傍)として半導体レーザーを用いた。半導体レーザーは電力を光に変換する効率がランプに比べて数倍大きいため、装置の消費電力の大幅な低減が実現できるという優位性がある。緑色光源3として波長変換を用いるSHG(Second Harmonic Generation)レーザーを用いた。緑色の発光を行う信頼性の高い半導体レーザーが現状存在しないため、SHGレーザーを用いている。同じ緑色出力を得る場合の消費電力についてはSHGレーザーのほうが他の手段として考えられる発光ダイオード(LED)よりも有利である。図2に示すようにSHGレーザー14は、固体レーザーポンプ用半導体レーザー17と固体レーザー16と波長変換素子15から構成されるマイクロチップ型のものを用いている。ポンプ用半導体レーザー17(波長808nm)から出力されたレーザー光は固体レーザー16に吸収され、固体レーザー16からは波長1064nmのレーザー光(基本波)が出力される。固体レーザー16から出力された基本波は波長変換素子15に入力され、波長変換素子15より高調波である波長が1/2の532nmのレーザー光が出力される。マイクロチップ型のSHGレーザーは小型であり、小型の装置への搭載に適している。   In the present embodiment, semiconductor lasers are used as the red light source 2 (oscillation wavelength near 640 nm) and the blue light source 4 (oscillation wavelength near 440 nm). Semiconductor lasers have the advantage that the power consumption of the device can be significantly reduced because the efficiency of converting power into light is several times greater than that of lamps. An SHG (Second Harmonic Generation) laser using wavelength conversion was used as the green light source 3. Since there is currently no highly reliable semiconductor laser that emits green light, an SHG laser is used. In terms of power consumption when obtaining the same green output, the SHG laser is more advantageous than a light emitting diode (LED) which can be considered as another means. As shown in FIG. 2, the SHG laser 14 uses a microchip type laser composed of a solid-state laser pump semiconductor laser 17, a solid-state laser 16, and a wavelength conversion element 15. Laser light output from the pump semiconductor laser 17 (wavelength 808 nm) is absorbed by the solid-state laser 16, and laser light (fundamental wave) having a wavelength of 1064 nm is output from the solid-state laser 16. The fundamental wave output from the solid-state laser 16 is input to the wavelength conversion element 15, and the wavelength conversion element 15 outputs a 532 nm laser beam having a wavelength of 1/2 as a harmonic. The microchip type SHG laser is small and suitable for mounting on a small apparatus.

マイクロチップ型以外に小型のSHGレーザーを実現する方法として、光導波路型の波長変換素子を用いる方法もあるが、マイクロチップ型のほうが温度変化に対する高調波出力の変化を小さくできるため、本実施の形態ではマイクロチップ型のSHGレーザーを用いた。また、光導波路型では高精度な位置決めを伴う実装が必要であるが、マイクロチップ型の組立は光導波路型に比べて容易である。   In addition to the microchip type, there is a method using an optical waveguide type wavelength conversion element as a method for realizing a small SHG laser. However, since the microchip type can reduce the change in the harmonic output with respect to the temperature change, In the form, a microchip type SHG laser was used. In addition, the optical waveguide type requires mounting with high-precision positioning, but the assembly of the microchip type is easier than the optical waveguide type.

本発明のディスプレイ装置は半導体レーザーやSHGレーザーのような発振波長スペクトルの限定された光源を用いているため、光学部品の設計もランプを用いた場合に比べて容易であり、光学系が小型化できるため、装置を小型にできる。   Since the display device of the present invention uses a light source with a limited oscillation wavelength spectrum, such as a semiconductor laser or SHG laser, the design of optical components is easier than when a lamp is used, and the optical system is downsized. Therefore, the apparatus can be made small.

光源2〜4の放熱はファン9〜11を用いて行った。光源の放熱手段としてペルチエ素子を用いることも考えられるが、ペルチエ素子を用いた場合の消費電力は数10Wにもなってしまう。一方、ファンを用いた場合には、1個当たり1W以下での駆動が可能であるので、消費電力面からは非常に有利である。ファンを用いることで本ディスプレイ装置の電池駆動も実現された。   The heat radiation of the light sources 2 to 4 was performed using the fans 9 to 11. Although it is conceivable to use a Peltier element as a heat dissipation means of the light source, the power consumption when the Peltier element is used is several tens of watts. On the other hand, when a fan is used, since it can be driven at 1 W or less per fan, it is very advantageous from the viewpoint of power consumption. The battery drive of this display device was also realized by using a fan.

光源の放熱にファンを用いる有効性は上述のように大きいが、光源の温度管理も必要である。なぜなら、光源2および4に用いた半導体レーザーの発振波長や出力が温度変化により変化してしまうからである。光源3に用いたSHGレーザーについても温度変化により波長変換素子の位相性合波長の変化やポンプ用の半導体レーザーの発振波長や出力の変化が発生してしまう。よって光源温度をある一定温度に保ちつつ出力の安定化を行うのが望ましい。光源2〜4の出力の安定化対策については出力安定化機構を用いて安定に保つようにした。出力安定化機構は光源2〜4の前方に配置されたビームスプリッター19によって分岐された一部の光をPD18に入射させ、PDにより受光された光出力をモニターして制御回路12により光源への供給電流を制御することで実現されており、光出力は制御回路により設定された目標出力に制御される。   Although the effectiveness of using a fan for heat radiation of the light source is large as described above, temperature management of the light source is also necessary. This is because the oscillation wavelength and output of the semiconductor laser used for the light sources 2 and 4 change due to temperature changes. Also for the SHG laser used for the light source 3, a change in the phase matching wavelength of the wavelength conversion element and a change in the oscillation wavelength and output of the semiconductor laser for pumping occur due to a temperature change. Therefore, it is desirable to stabilize the output while keeping the light source temperature at a certain constant temperature. As a countermeasure for stabilizing the outputs of the light sources 2 to 4, an output stabilization mechanism was used to keep the output stable. The output stabilization mechanism causes a part of the light branched by the beam splitter 19 arranged in front of the light sources 2 to 4 to enter the PD 18, monitors the light output received by the PD, and outputs the light to the light source by the control circuit 12. This is realized by controlling the supply current, and the light output is controlled to the target output set by the control circuit.

ただし、波長の変化により目標出力が変化する。人間の眼の視感度が波長によって異なるからである。例えば赤色の場合、波長635nmの場合と波長650nmの場合を比較すると、波長が635nmの視感度のほうが良いので、赤色光の出力は波長650nmの場合に比べてほぼ半分でよい。光源1に用いた赤色半導体レーザーの場合、1℃あたり0.2nm程度の波長変化が発生するので温度変化に合わせて目標出力の変更が必要である。目標出力を変更しない場合、波長変化により人間の眼に当初は白色に見えていた映像が白く見えなくなる。その他の赤、緑、青により合成されて出力される色についてもバランスが崩れてしまう。   However, the target output changes due to the change in wavelength. This is because the visibility of the human eye varies depending on the wavelength. For example, in the case of red, when comparing the case of wavelength 635 nm with the case of wavelength 650 nm, the visibility of wavelength 635 nm is better, so the output of red light may be almost half compared to the case of wavelength 650 nm. In the case of the red semiconductor laser used for the light source 1, since a wavelength change of about 0.2 nm per 1 ° C. occurs, it is necessary to change the target output in accordance with the temperature change. If the target output is not changed, an image that initially appears white to the human eye due to the change in wavelength no longer appears white. Other colors that are synthesized by red, green, and blue are also out of balance.

温度変化による光源の発振波長の変化をモニターするため、本実施の形態ではレーザー部温度センサー20〜22を各光源の近傍に設置した。光源ごとに発熱量や温度変化に伴う波長変化量が異なるため、レーザー温度センサーを個々に配置した。レーザー温度センサーによる検出値を用いた目標出力の設定方法について具体的に説明する。ここでは赤色半導体レーザーの場合について説明する。図3のように赤色半導体レーザーの発振波長λが25℃で635nmであった場合、35℃に上昇すると発振波長は2nm大きくなり637nmとなる。つまり発振波長は1℃あたり0.2nm変化し、波長変化Δλ=0.2×ΔT(ΔTは温度変化)と表現できる。次に、発振波長λの変化により目標出力Pは図4に示すように変化し、1nmの増加につき0.08Wだけ目標出力が増加する。目標出力の変化ΔP=0.08×Δλと表現できる。よって、レーザー部温度センサーにより検出される温度変化DTと、目標出力の変化ΔPは
ΔP=0.08×0.2×ΔT
で表されるので、この関係をもとに制御回路で目標出力の変更と出力制御を行えば出力される映像の明るさがほぼ変化の無いものになり、色のバランスが保たれる。青色光源4に用いられる半導体レーザーについても同様の出力管理を行えばよい。緑色光源3に用いたSHGレーザーの目標出力の設定についても基本的に同様である。SHGレーザーの場合、波長変換素子の位相性合波長が温度変化により変化するので、その変化分を考慮して目標出力を設定する。
In order to monitor the change of the oscillation wavelength of the light source due to the temperature change, the laser temperature sensors 20 to 22 are installed in the vicinity of each light source in the present embodiment. Since the amount of heat generation and the amount of wavelength change with temperature change differ for each light source, laser temperature sensors were individually arranged. A method for setting the target output using the detection value by the laser temperature sensor will be specifically described. Here, the case of a red semiconductor laser will be described. As shown in FIG. 3, when the oscillation wavelength λ of the red semiconductor laser is 635 nm at 25 ° C., the oscillation wavelength increases by 2 nm to 637 nm when it rises to 35 ° C. That is, the oscillation wavelength changes by 0.2 nm per 1 ° C. and can be expressed as a wavelength change Δλ = 0.2 × ΔT (ΔT is a temperature change). Next, the target output P changes as shown in FIG. 4 due to the change of the oscillation wavelength λ, and the target output increases by 0.08 W per 1 nm increase. It can be expressed as change in target output ΔP = 0.08 × Δλ. Therefore, the temperature change DT detected by the laser temperature sensor and the target output change ΔP are ΔP = 0.08 × 0.2 × ΔT.
Therefore, if the target output is changed and the output control is performed by the control circuit based on this relationship, the brightness of the output video is almost unchanged, and the color balance is maintained. Similar output management may be performed for the semiconductor laser used for the blue light source 4. The setting of the target output of the SHG laser used for the green light source 3 is basically the same. In the case of the SHG laser, the phase matching wavelength of the wavelength conversion element changes due to a temperature change, and thus the target output is set in consideration of the change.

つぎに、光源の設定温度の決定方法について説明する。まず、光源2、4に用いた半導体レーザーの温度制御について説明する。光源2、4の半導体レーザーの放熱はファン9および11を用いて行う。光源の温度設定にはあらかじめ目標温度を室温よりも十分高い温度、例えば50℃に設定してファンの風量を制御する方法が考えられるが、光源の寿命を考慮すると目標温度は低いほうが望ましい。よって、本実施の形態では室温モニター装置13を設置し、室温モニター装置13の検出値を用いて光源の設定温度を決定することとした。以下では具体的な設定温度の決定方法について説明する。室温が25℃である場合、室温モニター13で室温が検出され、制御回路12に信号が伝送される。室温モニター装置にはサーミスタを用いた。サーミスタは安価な温度検出手段として有効である。室温モニター装置13により室温が25℃であることが判明すると、制御回路で光源2および4の温度を45℃にするようにファンの回転数を制御するような信号が出力される。レーザー部温度センサー20および22からはそのときの光源の温度が制御回路にフィードバックされ、一定温度に保たれるような制御が実現される。本実施の形態では室温25℃に対して光源2および4の温度が45℃になるようにしているが、これはファンの能力や光源の発熱量を鑑みて適宜調整すればよい。ただし、光源の寿命を考えると室温からの上昇分は小さいほうが良い。上述のように、室温に合わせて光源の設定温度を変化させることで、光源の温度をあらかじめ高温に設定するよりも長寿命化が実現される。   Next, a method for determining the set temperature of the light source will be described. First, temperature control of the semiconductor laser used for the light sources 2 and 4 will be described. The semiconductor lasers of the light sources 2 and 4 are radiated by using fans 9 and 11. In order to set the temperature of the light source, a method is conceivable in which the target temperature is set to a temperature sufficiently higher than the room temperature in advance, for example, 50 ° C., and the air flow of the fan is controlled. Therefore, in this embodiment, the room temperature monitor device 13 is installed, and the set temperature of the light source is determined using the detection value of the room temperature monitor device 13. Hereinafter, a specific method for determining the set temperature will be described. When the room temperature is 25 ° C., the room temperature monitor 13 detects the room temperature, and a signal is transmitted to the control circuit 12. A thermistor was used for the room temperature monitoring device. The thermistor is effective as an inexpensive temperature detection means. When the room temperature monitoring device 13 finds that the room temperature is 25 ° C., the control circuit outputs a signal for controlling the rotational speed of the fan so that the temperature of the light sources 2 and 4 is 45 ° C. From the laser part temperature sensors 20 and 22, the temperature of the light source at that time is fed back to the control circuit, and the control to maintain a constant temperature is realized. In the present embodiment, the temperature of the light sources 2 and 4 is set to 45 ° C. with respect to the room temperature of 25 ° C., but this may be adjusted as appropriate in consideration of the capability of the fan and the heat generation amount of the light source. However, considering the life of the light source, the increase from room temperature should be small. As described above, by changing the set temperature of the light source in accordance with the room temperature, a longer life can be achieved than when the temperature of the light source is set to a high temperature in advance.

また、本実施の形態では光源の寿命確保のため、かなりの高温での駆動を防止する制御を加えている。ここでいう「かなりの高温」とは光源である半導体レーザーが発振困難になる温度のことである。本実施の形態で用いた半導体レーザーは85℃を超えると光源の発振が非常に困難になり光への変換効率が低下し、最終的には発振不能となる。発振困難な状態で出力安定化のために大電流を供給すると、より光源が発熱し光源の寿命に悪影響を与えてしまう。よって本実施の形態では光源の温度が85℃になると光源の発光を停止するようにしている。また、装置の使用者に使用環境温度が高すぎるため停止したことを知らせるための機能も付加した。使用環境温度が高いことを知らせる手段としては様々な方法が考えられるが、本実施の形態では映像として表示するようにしている。同時に、使用環境温度が高くなっている場合に、使用環境温度を下げる必要性があることも表示されるようにした。本実施の形態では光源の温度が65℃を超えた場合に使用環境の温度を下げる必要があることを使用者に伝えるようにしている。停止表示や警告表示の基準となる温度は使用する光源の特性によって適宜設定する必要がある。   In the present embodiment, control for preventing driving at a considerably high temperature is added in order to ensure the life of the light source. The “substantially high temperature” here is a temperature at which the semiconductor laser as the light source becomes difficult to oscillate. When the semiconductor laser used in this embodiment exceeds 85 ° C., the oscillation of the light source becomes very difficult, the conversion efficiency into light is lowered, and finally the oscillation becomes impossible. If a large current is supplied to stabilize the output in a state where oscillation is difficult, the light source generates more heat and adversely affects the life of the light source. Therefore, in this embodiment, when the temperature of the light source reaches 85 ° C., the light emission of the light source is stopped. In addition, a function was added to inform the user of the equipment that it was stopped because the operating environment temperature was too high. Various means can be considered as means for notifying that the use environment temperature is high, but in this embodiment, it is displayed as an image. At the same time, when the use environment temperature is high, it is also displayed that the use environment temperature needs to be lowered. In this embodiment, when the temperature of the light source exceeds 65 ° C., the user is informed that the temperature of the usage environment needs to be lowered. The temperature used as a reference for the stop display or warning display needs to be set appropriately depending on the characteristics of the light source used.

つぎに、装置立ち上げ時の光源の温度管理について説明する。装置の電源投入後はなるべく早く光源の温度を所望の温度に到達させ、定常状態に近づけて制御を行うのが望ましい。光源の温度変化により目標出力を頻繁に変化させることは出力される映像に瞬間的な色バランスの悪化等の悪影響を与える可能性が増加するためである。   Next, temperature management of the light source when the apparatus is started up will be described. It is desirable that the temperature of the light source reaches a desired temperature as soon as possible after the apparatus is turned on, and the control is performed close to a steady state. This is because changing the target output frequently due to the temperature change of the light source increases the possibility of adverse effects such as momentary color balance deterioration on the output video.

ここで、光源への加熱などにより光源の温度を上昇させることで、装置の起動時間を早くすることができる。   Here, by increasing the temperature of the light source by heating the light source or the like, the startup time of the apparatus can be shortened.

光源は、目的の波長を出力するための設定温度を有しており、この設定温度で光源を動作させることによって、安定な映像出力を実現できる。そこで、装置を起動する際、まず光源の温度を設定温度にした後、この設定温度に対して一定温度制御が行われるが、光源の温度を上昇させることによって、光源の温度を設定温度にする時間を早くすることができ、装置の起動時間を早くすることができる。   The light source has a preset temperature for outputting a target wavelength, and stable video output can be realized by operating the light source at this preset temperature. Therefore, when starting up the apparatus, first the temperature of the light source is set to the set temperature, and then a constant temperature control is performed on the set temperature. By increasing the temperature of the light source, the temperature of the light source is set to the set temperature. The time can be shortened and the startup time of the apparatus can be shortened.

また光源の温度を上昇させる一例として、装置起動時にはファンの回転を停止することによって、光源の温度上昇を加速し、装置の起動時間を早くすることができる。本実施の形態では室温が25℃の場合に光源の設定温度を45℃にするようにしているが、装置起動時にはファンの回転を停止し、レーザーの温度上昇を用いて光源部の温度上昇を加速し、光源の温度が45℃付近になってからファンの回転を開始し、45℃に保つようにした。ファンを回転させて光源を点灯させた場合、光源の温度が25℃から45℃へ温度上昇するには約5分程度の時間が必要であるが、ファンを停止して起動すると1分以内に設定温度に到達し、安定な動作が実現される。   As an example of raising the temperature of the light source, by stopping the rotation of the fan when the apparatus is activated, the temperature rise of the light source can be accelerated and the activation time of the apparatus can be shortened. In this embodiment, the set temperature of the light source is set to 45 ° C. when the room temperature is 25 ° C., but the rotation of the fan is stopped when the apparatus is started, and the temperature rise of the light source unit is increased by using the laser temperature rise. Acceleration was started, and the rotation of the fan was started after the temperature of the light source became around 45 ° C. so as to keep it at 45 ° C. When the light source is turned on by rotating the fan, it takes about 5 minutes for the temperature of the light source to rise from 25 ° C to 45 ° C, but within 1 minute when the fan is stopped and started The set temperature is reached and stable operation is realized.

以下では本実施の形態の光源3に用いたSHGレーザーおよびSHGレーザーの温度制御について説明する。上述のように、本実施の形態では図2に示されるマイクロチップ型のSHGレーザーを用いた。通常、SHGレーザーは波長変換素子の温度特性などに配慮し、ペルチエなどのデバイスを用いてある一定温度の元で使用されることが多い。しかし、ペルチエなどを用いた場合に消費電力の増大や、ペルチエによる発熱が問題となるため本実施の形態ではファンを用いて温度制御していることは先に説明したが、ファンを用いることで、マイクロチップ型のSHGレーザーにも温度変化対策の工夫が必要となる。まず、本実施の形態では波長変換素子15としてMgがドーピングされたニオブ酸リチウム(以下ではMg:LiNbOとする)を用いた。Mg:LiNbOには周期状の分極反転が形成されており、波長の変換効率を高めている。その他の波長変換素子としてはKTPなどが挙げられるが、Mg:LiNbOのほうが基本波から高調波への変換効率が大きいため、波長変換素子の小型化が可能となるだけでなく、素子の長さを短くできる分、位相整合波長の許容幅の拡大が実現できるので、マイクロチップ型の波長変換素子として有効である。つぎに、温度変化に対する対策について説明する。ファンでの放熱を行うということで、ポンプ用半導体レーザー17の発振波長の変化に対応する必要がある。固体レーザー16は808nm±1nmのポンプ光を吸収し、基本波である1064nmのレーザー光を出力する特性を持つが、ポンプ光の波長が808±1nmからはずれると吸収効率が低下し、基本波である1064nmのレーザー光出力が小さくなってしまう。吸収のピークは808nmである。本実施の形態では室温25℃に対して光源3であるSHGレーザーの温度の基準値を45℃にしているので、あらかじめ20℃の温度上昇を見込み、25℃での発振波長が804nm近傍のポンプ用半導体レーザーを用いた。ポンプ用半導体レーザー17の発振波長は1℃の温度上昇あたり発振波長が0.2nm増加するので、45℃での駆動時には発振波長が808nmとなり、固体レーザー16の吸収効率が最もよくなる。波長変換素子15についても温度上昇に対する対策が必要である。波長変換が最も効率よく行われる位相整合波長が45℃で1064nmとなるように分極反転周期を決定して作成する必要がある。本実施の形態に用いたMg:LiNbOの位相整合波長は温度上昇1℃あたり0.07nm増加するので、25℃での位相整合波長が1062.6nmとなるように作製した。このように、常温(25℃とする)において固体レーザーのピーク吸収波長よりも発振波長の短いポンプ用半導体レーザーと位相整合波長の短い波長変換素子を用いることで、ファンを用いた温度制御が効果的になる。固体レーザーの吸収波長である808±1nmを考えるとポンプ用半導体レーザーの温度は±5℃に抑えなければならない。よって45℃を基準値にした本実施の形態の場合、SHGレーザーの温度が50℃を超えると高調波である緑色レーザー光の出力が困難となるので、レーザー部温度センサー21からの信号が50℃を超えた場合には使用環境温度を低くするような警告表示を示すようにした。また、温度が55℃になった場合には光源3のSHGレーザーの寿命を考慮し点灯を停止するようにした。SHGレーザーにおいても、光源への加熱などにより光源の温度を上昇させることで、装置の起動時間を早くする必要がある。特にSHGレーザーは上述のように駆動できる温度範囲が限られているため重要である。よって、装置の立ち上げ時にはポンプ用半導体レーザーにある一定電流を供給しポンプ用半導体レーザーを加熱するとともに、光源温度が40℃に達した後で出力安定化制御に伴う駆動電流を流す手順とした。また、装置の起動時には光源温度が40℃以上になった時点で出力安定化制御を開始するようにした。光源温度が40℃になる前に出力安定化制御を開始した場合、ポンプ用半導体レーザーの発振波長が固体レーザーの吸収波長になっていないため過度の電流を供給し、ポンプ用半導体レーザーの劣化を引き起こす可能性があるためである。装置起動時の光源3の温度上昇を早めるため、起動時にファンを停止し、ポンプ用半導体レーザーの発熱を用いて光源3の温度を上げるというプロセスは、赤色や青色の半導体レーザーの立ち上げ方法と同様である。本実施の形態ではポンプ用半導体レーザー17にファブリペロー型の半導体レーザーを用いたが、DFB型の半導体レーザーを用いるのも有効である。DFB型の半導体レーザーを用いると温度に対する発振波長の変動が0.07nm/℃程度に低減できるだけでなく、発振スペクトルも安定に保たれる。ファブリペロー型に比べて高コストであるというデメリットがあるが、量産化が進み低価格化が実現されれば有効な光源である。 Below, temperature control of the SHG laser and SHG laser used for the light source 3 of this Embodiment is demonstrated. As described above, in this embodiment, the microchip type SHG laser shown in FIG. 2 is used. Usually, the SHG laser is often used under a certain temperature using a device such as Peltier in consideration of the temperature characteristics of the wavelength conversion element. However, when using Peltier, etc., increase in power consumption and heat generation by Peltier cause problems, so in this embodiment, the temperature control using a fan has been described above. Also, it is necessary to devise countermeasures for temperature change in the microchip type SHG laser. First, in the present embodiment, lithium niobate doped with Mg (hereinafter referred to as Mg: LiNbO 3 ) is used as the wavelength conversion element 15. In Mg: LiNbO 3 , periodic polarization inversion is formed to increase the wavelength conversion efficiency. Other wavelength conversion elements include KTP, but Mg: LiNbO 3 has a higher conversion efficiency from the fundamental wave to the harmonics, so that not only the wavelength conversion element can be downsized but also the length of the element. As the length can be shortened, an increase in the allowable width of the phase matching wavelength can be realized, which is effective as a microchip type wavelength conversion element. Next, countermeasures against temperature changes will be described. It is necessary to cope with a change in the oscillation wavelength of the pump semiconductor laser 17 by performing heat dissipation with the fan. The solid state laser 16 absorbs pump light of 808 nm ± 1 nm and has a characteristic of outputting laser light of 1064 nm, which is a fundamental wave. However, if the wavelength of the pump light deviates from 808 ± 1 nm, the absorption efficiency decreases, and the fundamental wave A certain 1064 nm laser light output will become small. The absorption peak is 808 nm. In this embodiment, since the reference value of the temperature of the SHG laser as the light source 3 is set to 45 ° C. with respect to the room temperature of 25 ° C., a pump whose oscillation wavelength at 25 ° C. is around 804 nm is anticipated in advance. A semiconductor laser was used. Since the oscillation wavelength of the pump semiconductor laser 17 increases by 0.2 nm per 1 ° C. temperature rise, the oscillation wavelength becomes 808 nm when driven at 45 ° C., and the absorption efficiency of the solid-state laser 16 becomes the best. The wavelength conversion element 15 needs to take measures against a temperature rise. It is necessary to determine and create the polarization inversion period so that the phase matching wavelength at which wavelength conversion is most efficiently performed is 1064 nm at 45 ° C. Since the phase matching wavelength of Mg: LiNbO 3 used in this embodiment increases by 0.07 nm per 1 ° C. rise in temperature, the phase matching wavelength at 25 ° C. was made 1062.6 nm. Thus, temperature control using a fan is effective by using a pump semiconductor laser having a shorter oscillation wavelength than the peak absorption wavelength of a solid-state laser and a wavelength conversion element having a short phase matching wavelength at room temperature (25 ° C.). Become. Considering the absorption wavelength of 808 ± 1 nm of the solid-state laser, the temperature of the pump semiconductor laser must be suppressed to ± 5 ° C. Therefore, in the case of the present embodiment in which the reference value is 45 ° C., the output of the green laser light, which is a harmonic, becomes difficult when the temperature of the SHG laser exceeds 50 ° C. Therefore, the signal from the laser temperature sensor 21 is 50 When the temperature exceeds ℃, a warning display to lower the operating environment temperature is displayed. When the temperature reached 55 ° C., lighting was stopped in consideration of the life of the SHG laser of the light source 3. Even in the SHG laser, it is necessary to increase the startup time of the apparatus by increasing the temperature of the light source by heating the light source. In particular, the SHG laser is important because the temperature range that can be driven as described above is limited. Therefore, at the time of starting up the apparatus, a constant current is supplied to the pump semiconductor laser to heat the pump semiconductor laser, and after the light source temperature reaches 40 ° C., the driving current is supplied for the output stabilization control. . Also, the output stabilization control is started when the light source temperature becomes 40 ° C. or higher when the apparatus is started. If output stabilization control is started before the light source temperature reaches 40 ° C, the pump semiconductor laser oscillation wavelength is not the absorption wavelength of the solid-state laser, so an excessive current is supplied to cause deterioration of the pump semiconductor laser. It is because it may cause. In order to accelerate the temperature rise of the light source 3 at the time of starting the apparatus, the process of raising the temperature of the light source 3 using the heat generated by the semiconductor laser for pumping is stopped. It is the same. In the present embodiment, a Fabry-Perot type semiconductor laser is used as the pumping semiconductor laser 17, but it is also effective to use a DFB type semiconductor laser. When a DFB type semiconductor laser is used, the fluctuation of the oscillation wavelength with respect to temperature can be reduced to about 0.07 nm / ° C., and the oscillation spectrum can be kept stable. Although it has a demerit that it is more expensive than the Fabry-Perot type, it is an effective light source if mass production progresses and price reduction is realized.

なお、本実施の形態では前面投射型のディスプレイ装置について説明しているが、背面投射型のディスプレイ(リアプロジェクション)についても適用可能であるのは自明であり、レーザーを用いた照明装置にも適用可能である。   Although the front projection type display device is described in this embodiment, it is obvious that the present invention can also be applied to a rear projection type display (rear projection), and is also applicable to an illumination device using a laser. Is possible.

以上の発明により、レーザーの温度制御が小さな消費電力で実現でき、温度変化に伴う色バランスの変動が抑制される。また、装置起動時からすぐに適切な色バランスの映像を見ることが可能となる。また、室温の変化に伴い温度制御の設定温度を室温に合わせて設定することで消費電力の低減をより実現できるだけでなく、光源に使用する半導体レーザーへの負荷を小さくすることができる。また、高温での使用時に、装置の使用者に使用環境の温度管理の必要性を警告として知らせるため、光源の破壊を防止できる。   With the above invention, laser temperature control can be realized with low power consumption, and color balance fluctuations associated with temperature changes are suppressed. In addition, an image with an appropriate color balance can be viewed immediately after the apparatus is started. Moreover, not only can the power consumption be reduced by setting the temperature control setting temperature to match the room temperature, but also the load on the semiconductor laser used for the light source can be reduced. In addition, when the apparatus is used at a high temperature, the user of the apparatus is informed of the necessity of temperature management in the usage environment as a warning, so that the destruction of the light source can be prevented.

(実施の形態2)
本実施の形態では、図1における光源3の緑色光源としてファイバーレーザーを用いたSHGレーザー(以下ではファイバーレーザー型とする)を使用した場合について説明する。基本的な構成は実施の形態1とほぼ同様である。図5を用いてファイバーレーザー型SHGレーザーの概要について説明する。ファイバーレーザー23はポンプ用半導体レーザー24、光ファイバー25、VBG26、希土類ドープファイバー27から構成される。ポンプ用半導体レーザー24から出射したレーザー光は光ファイバー25に入射し、両端にVBG26が付加された希土類ドープファイバー27に光結合される。ポンプ用半導体レーザーは3個使用した。出力は各5Wである。希土類ドープファイバー27に入射したレーザー光は希土類ドープファイバー27を通過する際に波長1064nmのレーザー光に波長変換される。VBG26は希土類ドープファイバー27より出射するレーザー光の波長を選択するために設置してある。ファイバーレーザー23より出射した波長1064nmのレーザー光は、波長変換素子28により一部が波長532nmの緑色光に変換されて出力される。本実施の形態では1.2Wの緑色光出力を得た。波長変換素子28はペルチエ素子(図示せず)により一定温度に制御されている。波長変換素子28が発熱体ではないため、ペルチエ素子を用いていても消費電力はさほど増加しない。ファイバーレーザーを用いた場合、高出力を得ることが可能であり、ファイバーレーザー型SHGレーザーは高輝度のディスプレイ装置用光源として適している。本実施の形態においても放熱にファンを用いた。ファン29によりポンプ用半導体レーザー24が冷却されている。ポンプ用半導体レーザーの発熱量は大きいため、ペルチエ素子で一定温度に保つ場合、かなり大きな消費電力とペルチエ素子の発熱を伴うので、ファンの利用は消費電力と装置全体の放熱という観点で非常に有利である。ファンでの放熱を行うということで、ポンプ用半導体レーザー24の発振波長の変化に対応する必要がある。希土類ドープファイバー27は976nm±1nmのポンプ光を吸収し、基本波である1064nmのレーザー光を出力する特性を持つが、ポンプ光の波長が976±1nmからはずれると吸収効率が低下し、基本波である1064nmのレーザー光出力が小さくなってしまう。吸収のピークは976nmである。本実施の形態では室温25℃に対してポンプ用半導体レーザーの温度を45℃に制御しているので、あらかじめ20℃の温度上昇を見込み、25℃での発振波長が972nm近傍のポンプ用半導体レーザーを用いた。ポンプ用半導体レーザー17の発振波長は1℃の温度上昇あたり発振波長が0.2nm増加するので、45℃での駆動時には発振波長が976nmとなり、希土類ドープファイバー27の吸収効率が最もよくなる。希土類ドープファイバー27の吸収波長である976±1nmを考えるとポンプ用半導体レーザーの温度は±5℃に抑えなければならない。よって45℃を基準値にした本実施の形態の場合、ポンプ用半導体レーザー24の温度が50℃を超えると高調波である緑色レーザー光の出力が困難となるので、レーザー部温度センサー21からの信号が50℃を超えた場合には使用環境温度を低くするような警告表示を示すようにした。本実施の形態ではレーザー部温度センサー21はポンプ用半導体レーザー24の近傍に設置してある。また、温度が55℃になった場合には光源の寿命を考慮し点灯を停止するようにした。一方、装置の起動時には光源温度が40℃以上になった時点で出力安定化制御を開始するようにした。ポンプ用半導体レーザー24の温度が40℃になる前に出力安定化制御を開始した場合、ポンプ用半導体レーザーの発振波長が固体レーザーの吸収波長になっていないため過度の電流を供給し、ポンプ用半導体レーザーの劣化を引き起こす可能性があるためである。よって、装置の立ち上げ時にはある一定電流を供給し、ポンプ用半導体レーザーの温度が40℃に達した後で出力安定化制御に伴う駆動電流を流す手順とした。本実施の形態においても装置起動時のポンプ用半導体レーザーの温度上昇を早めるため、起動時にファンを停止する制御を行った。
(Embodiment 2)
In this embodiment, a case where an SHG laser using a fiber laser (hereinafter referred to as a fiber laser type) is used as the green light source of the light source 3 in FIG. The basic configuration is almost the same as in the first embodiment. The outline of the fiber laser type SHG laser will be described with reference to FIG. The fiber laser 23 includes a pump semiconductor laser 24, an optical fiber 25, a VBG 26, and a rare earth doped fiber 27. Laser light emitted from the pumping semiconductor laser 24 enters the optical fiber 25 and is optically coupled to a rare earth doped fiber 27 having VBGs 26 added to both ends. Three semiconductor lasers for pumping were used. The output is 5W each. The laser light incident on the rare earth doped fiber 27 is wavelength-converted into a laser light having a wavelength of 1064 nm when passing through the rare earth doped fiber 27. The VBG 26 is installed to select the wavelength of the laser beam emitted from the rare earth doped fiber 27. The laser light having a wavelength of 1064 nm emitted from the fiber laser 23 is partly converted into green light having a wavelength of 532 nm by the wavelength conversion element 28 and output. In this embodiment, a 1.2 W green light output was obtained. The wavelength conversion element 28 is controlled at a constant temperature by a Peltier element (not shown). Since the wavelength conversion element 28 is not a heating element, power consumption does not increase so much even if a Peltier element is used. When a fiber laser is used, high output can be obtained, and the fiber laser type SHG laser is suitable as a light source for a display device with high brightness. Also in this embodiment, a fan is used for heat dissipation. The pump semiconductor laser 24 is cooled by the fan 29. Since the heat generated by the semiconductor laser for pumps is large, maintaining a constant temperature with a Peltier element is accompanied by a considerable amount of power consumption and heat generated by the Peltier element. It is. It is necessary to cope with a change in the oscillation wavelength of the pumping semiconductor laser 24 by performing heat dissipation by the fan. The rare earth doped fiber 27 has a characteristic of absorbing pump light of 976 nm ± 1 nm and outputting laser light of 1064 nm which is a fundamental wave. However, if the wavelength of the pump light deviates from 976 ± 1 nm, the absorption efficiency is lowered, and the fundamental wave The output of the 1064 nm laser light is small. The absorption peak is 976 nm. In this embodiment, since the temperature of the pump semiconductor laser is controlled to 45 ° C. with respect to the room temperature of 25 ° C., a temperature increase of 20 ° C. is anticipated in advance, and the pump semiconductor laser whose oscillation wavelength at 25 ° C. is around 972 nm. Was used. Since the oscillation wavelength of the pump semiconductor laser 17 increases by 0.2 nm per 1 ° C. temperature rise, the oscillation wavelength becomes 976 nm when driven at 45 ° C., and the rare earth doped fiber 27 has the best absorption efficiency. Considering the absorption wavelength of 976 ± 1 nm of the rare earth doped fiber 27, the temperature of the pumping semiconductor laser must be suppressed to ± 5 ° C. Therefore, in the case of the present embodiment in which the reference value is 45 ° C., it becomes difficult to output green laser light that is a harmonic when the temperature of the pump semiconductor laser 24 exceeds 50 ° C. When the signal exceeds 50 ° C., a warning display that lowers the operating environment temperature is displayed. In the present embodiment, the laser temperature sensor 21 is installed in the vicinity of the pumping semiconductor laser 24. When the temperature reached 55 ° C., lighting was stopped in consideration of the life of the light source. On the other hand, the output stabilization control is started when the light source temperature becomes 40 ° C. or higher when the apparatus is started. When output stabilization control is started before the temperature of the pump semiconductor laser 24 reaches 40 ° C., an excessive current is supplied because the oscillation wavelength of the pump semiconductor laser is not the absorption wavelength of the solid laser. This is because the semiconductor laser may be deteriorated. Therefore, a certain constant current is supplied at the time of starting up the apparatus, and a driving current is supplied along with output stabilization control after the temperature of the pump semiconductor laser reaches 40 ° C. Also in this embodiment, in order to accelerate the temperature rise of the pumping semiconductor laser at the time of starting the apparatus, control was performed to stop the fan at the time of starting.

以上の発明により、高輝度ディスプレイ用にファイバーレーザー型SHGレーザーを用いた場合においても低消費電力での装置の駆動が可能となる。   According to the above invention, even when a fiber laser type SHG laser is used for a high brightness display, it is possible to drive the apparatus with low power consumption.

本発明にかかるディスプレイ装置は、表示用デバイス、照明用機器として有用である。   The display device according to the present invention is useful as a display device and a lighting device.

ディスプレイ装置の概略図Schematic diagram of display device マイクロチップ型のSHGレーザーを示す図Diagram showing microchip type SHG laser 半導体レーザーの温度に対する波長変化を説明する図Diagram explaining wavelength change with temperature of semiconductor laser 波長変化に対する目標出力の変化を説明する図Diagram explaining change in target output with respect to wavelength change ファイバーレーザーを用いたSHGレーザーの説明図Illustration of SHG laser using fiber laser 従来のレーザーを用いたディスプレイ装置を示す図The figure which shows the display device which used the conventional laser

符号の説明Explanation of symbols

1 ディスプレイ装置
2 赤色光源
3 緑色光源
4 青色光源
5 ロッドインテグレーター
6 透過型液晶パネル
7 合波プリズム
8 出射レンズ
9 ファン
10 ファン
11 ファン
12 制御回路
13 室温モニター装置
14 SHGレーザー
15 波長変換素子
16 固体レーザー
17 ポンプ用半導体レーザー
18 PD
19 ビームスプリッター
20 レーザー部温度センサー
21 レーザー部温度センサー
22 レーザー部温度センサー
23 ファイバーレーザー
24 ポンプ用半導体レーザー
25 光ファイバー
26 VBG
27 希土類ドープファイバー
28 波長変換素子
29 ファン
101 ディスプレイ装置
102 赤色光源
103 青色光源
104 緑色光源
105a ダイクロイックミラー
105b ダイクロイックミラー
105c ダイクロイックミラー
106 ガルバノミラー
107 液晶パネル
108 出射レンズ
109 電池
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Display apparatus 2 Red light source 3 Green light source 4 Blue light source 5 Rod integrator 6 Transmission type liquid crystal panel 7 Combined prism 8 Output lens 9 Fan 10 Fan 11 Fan 12 Control circuit 13 Room temperature monitor 14 SHG laser 15 Wavelength conversion element 16 Solid state laser 17 Semiconductor laser for pump 18 PD
19 Beam splitter 20 Laser temperature sensor 21 Laser temperature sensor 22 Laser temperature sensor 23 Fiber laser 24 Semiconductor laser for pump 25 Optical fiber 26 VBG
27 Rare earth doped fiber 28 Wavelength conversion element 29 Fan 101 Display device 102 Red light source 103 Blue light source 104 Green light source 105a Dichroic mirror 105b Dichroic mirror 105c Dichroic mirror 106 Galvano mirror 107 Liquid crystal panel 108 Output lens 109 Battery

Claims (17)

装置内に半導体レーザーまたはSHGレーザーおよびファン、レーザー部温度センサーが含まれ、前記半導体レーザーもしくはSHGレーザーが前記ファンにより前記レーザー部温度センサーからの信号を用いて適当な設定温度に温度制御されていることを特徴とするディスプレイ装置。 The apparatus includes a semiconductor laser or SHG laser, a fan, and a laser part temperature sensor, and the semiconductor laser or SHG laser is temperature controlled to an appropriate set temperature by using the signal from the laser part temperature sensor by the fan. A display device. 前記レーザー部温度センサーが前記半導体レーザー近傍に設置されていることを特徴とする請求項1に記載のディスプレイ装置。 The display device according to claim 1, wherein the laser unit temperature sensor is disposed in the vicinity of the semiconductor laser. 室温をモニターする室温モニター装置が備えられ、前記半導体レーザーの温度制御の設定温度が前記室温モニター装置を用いて決定されることを特徴とする請求項2に記載のディスプレイ装置。 The display device according to claim 2, further comprising a room temperature monitor device for monitoring a room temperature, wherein a set temperature for temperature control of the semiconductor laser is determined using the room temperature monitor device. 室温の変化に伴い、前記半導体レーザーの温度制御の設定温度が変化することを特徴とする請求項3に記載のディスプレイ装置。 The display device according to claim 3, wherein a set temperature for temperature control of the semiconductor laser changes with a change in room temperature. 前記半導体レーザーまたはSHGレーザーの温度制御の設定温度が半導体レーザーの発振不能温度以下であり、前記発振不能温度近傍に達した時点で前記半導体レーザーもしくはSHGレーザーの駆動電流に制限がかかることを特徴とする請求項1に記載のディスプレイ装置。 The set temperature for temperature control of the semiconductor laser or SHG laser is equal to or lower than the temperature at which the semiconductor laser cannot oscillate, and the driving current of the semiconductor laser or SHG laser is limited when the temperature reaches the vicinity of the oscillation impossible temperature. The display device according to claim 1. 前記半導体レーザーまたはSHGレーザーの温度が発振不能温度となる前に、使用環境の温度を下げるように注意・警告の表示がなされることを特徴とする請求項1に記載のディスプレイ装置。 2. The display device according to claim 1, wherein a warning / warning is displayed so as to lower a temperature of a use environment before the temperature of the semiconductor laser or the SHG laser becomes an oscillation impossible temperature. 前記半導体レーザーまたはSHGレーザーの温度が発振不能温度近傍に達した時点で、光源の出力を低下させることを知らせる表示を行うことを特徴とする請求項1に記載のディスプレイ装置。 2. The display device according to claim 1, wherein when the temperature of the semiconductor laser or the SHG laser reaches the vicinity of a temperature at which oscillation is impossible, a display informing that the output of the light source is reduced is performed. 装置起動時において前記半導体レーザーまたはSHGレーザーの温度制御の設定温度になるまでファンを駆動しないことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 The display device according to claim 1, wherein the fan is not driven until a temperature set for temperature control of the semiconductor laser or SHG laser is reached when the device is activated. 前記半導体レーザーまたはSHGレーザーの出力安定化機構が含まれていることを特徴とする請求項1に記載のディスプレイ装置。 The display device according to claim 1, further comprising an output stabilization mechanism of the semiconductor laser or the SHG laser. 前記レーザー部温度センサーにより検知された温度をもとに前記出力安定化機構の目標出力値が決定されることを特徴とする請求項9に記載のディスプレイ装置。 The display apparatus according to claim 9, wherein a target output value of the output stabilization mechanism is determined based on a temperature detected by the laser unit temperature sensor. 前記SHGレーザーがマイクロチップ型であることを特徴とする請求項1に記載のディスプレイ装置。 The display device according to claim 1, wherein the SHG laser is a microchip type. 前記マイクロチップ型のSHGレーザーにおいて、前記SHGレーザーの温度制御の設定温度以下でのポンプ用半導体レーザーの発振波長が固体レーザーの吸収ピーク波長よりも短いことを特徴とする請求項11に記載のディスプレイ装置。 12. The display according to claim 11, wherein in the microchip type SHG laser, an oscillation wavelength of the pump semiconductor laser at a temperature lower than a set temperature for temperature control of the SHG laser is shorter than an absorption peak wavelength of the solid-state laser. apparatus. 前記マイクロチップ型のSHGレーザーにおいて、前記SHGレーザーの温度制御の設定温度以下での波長変換素子の位相整合波長が固体レーザーの発振波長よりも短いことを特徴とする請求項11に記載のディスプレイ装置。 12. The display device according to claim 11, wherein in the microchip type SHG laser, a phase matching wavelength of the wavelength conversion element at a temperature lower than a set temperature for temperature control of the SHG laser is shorter than an oscillation wavelength of the solid-state laser. . 前記マイクロチップ型のSHGレーザーの温度がある一定温度に達した後出力安定化動作が行われることを特徴とする請求項11に記載のディスプレイ装置。 The display apparatus according to claim 11, wherein the output stabilization operation is performed after the temperature of the microchip type SHG laser reaches a certain temperature. 前記SHGレーザーがファイバーレーザー型であることを特徴とする請求項1に記載のディスプレイ装置。 The display device according to claim 1, wherein the SHG laser is of a fiber laser type. 前記ファイバーレーザー型SHGレーザーにおいて、ポンプ用半導体レーザーの温度制御の設定温度以下でのポンプ用半導体レーザーの発振波長が希土類ドープファイバーの吸収ピーク波長よりも短いことを特徴とする請求項15に記載のディスプレイ装置。 16. The fiber laser type SHG laser according to claim 15, wherein the oscillation wavelength of the pump semiconductor laser below the set temperature of the temperature control of the pump semiconductor laser is shorter than the absorption peak wavelength of the rare earth doped fiber. Display device. 前記ファイバーレーザー型SHGレーザーのポンプ用半導体レーザーの温度がある一定温度に達した後出力安定化動作が行われることを特徴とする請求項15に記載のディスプレイ装置。 16. The display device according to claim 15, wherein the output stabilization operation is performed after the temperature of the pump laser diode of the fiber laser type SHG laser reaches a certain temperature.
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