JP2011180477A - Image display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は半導体レーザを用いたレーザ光源装置を搭載した画像表示装置に関するものである。 The present invention relates to an image display device equipped with a laser light source device using a semiconductor laser.
近年、大画面表示が可能な画像表示装置の光源として、レーザ光を供給する半導体レーザを用いる技術が開発されている。画像表示装置の光源として従来から用いられる超高圧水銀ランプ(UHPランプ)と比較すると、半導体レーザを利用した光源は高い色再現性、瞬時点灯が可能、長寿命であるなどの利点がある。 In recent years, a technique using a semiconductor laser that supplies laser light has been developed as a light source of an image display device capable of displaying a large screen. Compared with an ultra-high pressure mercury lamp (UHP lamp) conventionally used as a light source of an image display device, a light source using a semiconductor laser has advantages such as high color reproducibility, instant lighting, and long life.
以下、従来のレーザ光源装置について説明する。従来のレーザ光源装置は赤外レーザ光を出射する半導体レーザと、半導体レーザから出射される赤外レーザ光を半波長の可視レーザ光に変換する波長変換手段と、波長変換手段により出射されるレーザ光が入射する光路分離手段としてのプリズムと、これらを収納するカバーとを備える。波長変換手段の変換効率は100%ではないため、波長変換手段は可視レーザ光と共に非可視光としての赤外レーザ光を出射する。このため、プリズムはカバー内に設けられ、可視レーザ光と赤外レーザ光とをそれぞれ異なる方向に屈折させる。これにより、可視レーザ光と赤外レーザ光との光路は分離され、可視レーザ光はカバーの開口部へ向かうように光路を変更される。よって、レーザ光源装置は可視レーザ光のみを外部に出力することができる。またここで、分離された赤外レーザ光はカバーの内壁に設けられる非可視光吸収部材へ向かうように光路を変更される。これにより、赤外レーザ光は非可視光吸収部材に照射されて吸収される。さらに、プリズムによって非可視光吸収部材に導かれない赤外レーザ光はカバー内部での反射を繰り返すことで徐々に吸収される。以上より、レーザ光源装置は赤外レーザ光の外部への漏洩を防ぐことができる(例えば、特許文献1参照)。 A conventional laser light source device will be described below. A conventional laser light source device includes a semiconductor laser that emits infrared laser light, wavelength conversion means that converts infrared laser light emitted from the semiconductor laser into half-wavelength visible laser light, and a laser emitted by the wavelength conversion means. It comprises a prism as an optical path separating means for incident light and a cover for housing these. Since the conversion efficiency of the wavelength conversion means is not 100%, the wavelength conversion means emits infrared laser light as invisible light together with visible laser light. Therefore, the prism is provided in the cover and refracts visible laser light and infrared laser light in different directions. Thereby, the optical paths of the visible laser beam and the infrared laser beam are separated, and the optical path of the visible laser beam is changed so as to go to the opening of the cover. Therefore, the laser light source device can output only visible laser light to the outside. Here, the optical path is changed so that the separated infrared laser light is directed to the invisible light absorbing member provided on the inner wall of the cover. Thereby, an infrared laser beam is irradiated and absorbed by a non-visible light absorption member. Further, infrared laser light that is not guided to the invisible light absorbing member by the prism is gradually absorbed by repeating reflection inside the cover. As described above, the laser light source device can prevent leakage of infrared laser light to the outside (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、従来の半導体レーザを用いたレーザ光源装置を搭載した画像表示装置では次の2つの課題がある。 However, an image display device equipped with a conventional laser light source device using a semiconductor laser has the following two problems.
1つ目はレーザ光源装置の外部へ漏洩したくない赤外レーザ光を非可視光吸収部材によって、あるいはレーザ光源装置のカバー内で反射を繰り返すことによって吸収することである。赤外レーザ光は、別名熱線とも言われ、照射する箇所を加熱する。このため、赤外レーザ光をレーザ光源装置内で吸収すると、当然レーザ光源装置の温度は上昇する。一般的に半導体レーザは、LEDやランプなどの光源に比べて温度特性が悪いため、レーザ光源装置の温度上昇に伴い半導体レーザの温度が上昇すると、半導体レーザの発光効率は悪くなる。 The first is to absorb the infrared laser light that is not desired to leak outside the laser light source device by the invisible light absorbing member or by repeating reflection within the cover of the laser light source device. Infrared laser light is also called heat rays, and heats the irradiated area. For this reason, when infrared laser light is absorbed in the laser light source device, the temperature of the laser light source device naturally rises. In general, a semiconductor laser has poor temperature characteristics as compared with a light source such as an LED or a lamp. Therefore, when the temperature of the semiconductor laser rises as the temperature of the laser light source device rises, the light emission efficiency of the semiconductor laser deteriorates.
2つ目はプリズムによる屈折で赤外レーザ光及び可視レーザ光を所定の方向に導くことである。例えば、レーザ光源装置あるいはこれを搭載する画像表示装置の落下などにより、プリズムが所定の位置からずれたり、傾いたり、外れたりすると、赤外レーザ光及び可視レーザ光を所定の方向へ導くことはできない。さらにプリズムの傾き方によっては、赤外レーザ光がカバーの開口部に向かい、レーザ光源装置の外部へ漏洩し続けるという恐れもある。従って、このレーザ光源装置を画像表示装置に搭載する場合においても、画像表示装置は外部に高出力の赤外レーザ光を漏洩する可能性があり、大変危険である。 The second is to guide infrared laser light and visible laser light in a predetermined direction by refraction by a prism. For example, if the prism is displaced, tilted, or detached from a predetermined position due to a fall of a laser light source device or an image display device on which the laser light source device is mounted, infrared laser light and visible laser light can be guided in a predetermined direction. Can not. Furthermore, depending on how the prism is tilted, the infrared laser light may face the opening of the cover and continue to leak out of the laser light source device. Therefore, even when this laser light source device is mounted on an image display device, the image display device may leak high-power infrared laser light to the outside, which is very dangerous.
このような2つの課題を解決するために、本発明は半導体レーザの発光効率の低下を防止すると共に、外部へ非可視光である赤外レーザ光を漏洩させない画像表示装置を提供することを目的とする。 In order to solve these two problems, it is an object of the present invention to provide an image display device that prevents a decrease in the light emission efficiency of a semiconductor laser and that does not leak infrared laser light that is invisible to the outside. And
以上の目的を達成するために本発明の画像表示装置は、非可視光を出射する半導体レーザとこの半導体レーザにより出射される非可視光を可視光に変換する波長変換手段とからなり、この波長変換手段によって変換される可視光を外部に出射するレーザ光源装置と、このレーザ光源装置から出射される可視光と非可視光との光路を分離する光路分離手段とを備えた画像表示装置であって、前記レーザ光源装置の外部に光路分離手段によって分離される非可視光を検出する非可視光検出手段と前記少なくとも1つの光路分離手段とを設けると共に、前記少なくとも1つの光路分離手段により分離される直前の可視光の光路の延長線上に前記非可視光検出手段を設けた構成とする。 In order to achieve the above object, an image display device of the present invention comprises a semiconductor laser that emits invisible light and wavelength converting means that converts the invisible light emitted by the semiconductor laser into visible light, and this wavelength. An image display device comprising: a laser light source device that emits visible light converted by a conversion unit to the outside; and an optical path separation unit that separates optical paths of visible light and invisible light emitted from the laser light source device. In addition, a non-visible light detecting means for detecting non-visible light separated by the optical path separating means and the at least one optical path separating means are provided outside the laser light source device, and are separated by the at least one optical path separating means. The invisible light detecting means is provided on the extension line of the optical path of visible light immediately before the light.
本発明は以上のように構成されるため、レーザ光源装置の外部に設けられる光路分離手段によって可視光と非可視光との光路は分離され、非可視光は非可視光検出手段に照射される。これにより、非可視光はレーザ光源装置の内部で吸収されないため、レーザ光源装置の温度上昇を防ぐことができ、よって、半導体レーザの発光効率の低下を防ぐことができる。さらに、非可視光検出手段は光路分離手段により分離される直前の可視光の光路の延長線上に設けられることによって、可視光は光路分離手段で反射し、非可視光は光路分離手段を透過することで光路は分離される。つまり、非可視光の光路は光路分離手段によって変更されないため、光路分離手段がずれたり、傾いたり、外れたりしても、非可視光は確実に非可視光検出手段を照射することができる。 Since the present invention is configured as described above, the optical paths of the visible light and the invisible light are separated by the optical path separating means provided outside the laser light source device, and the invisible light is irradiated to the invisible light detecting means. . Thereby, since invisible light is not absorbed inside the laser light source device, it is possible to prevent the temperature of the laser light source device from rising, and thus it is possible to prevent a decrease in the light emission efficiency of the semiconductor laser. Further, the invisible light detecting means is provided on the extension of the optical path of the visible light immediately before being separated by the optical path separating means, so that the visible light is reflected by the optical path separating means and the invisible light is transmitted through the optical path separating means. Thus, the optical path is separated. That is, since the optical path of the invisible light is not changed by the optical path separating means, the invisible light can be reliably irradiated to the invisible light detecting means even if the optical path separating means is shifted, tilted, or detached.
本発明における第1の発明は、非可視光を出射する半導体レーザとこの半導体レーザにより出射される非可視光を可視光に変換する波長変換手段とからなり、この波長変換手段によって変換される可視光を外部に出射するレーザ光源装置と、このレーザ光源装置から出射される可視光と非可視光との光路を分離する光路分離手段とを備えた画像表示装置であって、前記レーザ光源装置の外部に光路分離手段によって分離される非可視光を検出する非可視光検出手段と前記少なくとも1つの光路分離手段とを設けると共に、前記少なくとも1つの光路分離手段により分離される直前の可視光の光路の延長線上に前記非可視光検出手段を設けたことを特徴とする画像表示装置に関する。 The first aspect of the present invention comprises a semiconductor laser that emits invisible light and wavelength conversion means that converts the invisible light emitted by the semiconductor laser into visible light, and the visible light that is converted by the wavelength conversion means. An image display device comprising: a laser light source device that emits light to the outside; and an optical path separation unit that separates an optical path between visible light and invisible light emitted from the laser light source device. An invisible light detecting means for detecting invisible light separated by the optical path separating means and the at least one optical path separating means are provided outside, and an optical path of visible light immediately before being separated by the at least one optical path separating means The present invention relates to an image display device characterized in that the invisible light detection means is provided on an extended line of the above.
本発明における第1の発明によれば、レーザ光源装置の外部に設けられる光路分離手段によって可視光と非可視光との光路は分離され、非可視光は非可視光検出手段に照射され、これにより、非可視光はレーザ光源装置の内部で吸収されないためレーザ光源装置の温度上昇を防ぐことができる。よって、半導体レーザの発光効率の低下を防ぐことができる。さらに、非可視光検出手段は光路分離手段により分離される直前の可視光の光路の延長線上に設けられることによって、可視光は光路分離手段で反射し、非可視光は光路分離手段を透過することで光路は分離される。つまり、非可視光の光路は光路分離手段によって変更されないため、光路分離手段がずれたり、傾いたり、外れたりしても、非可視光は確実に非可視光検出手段を照射することができる。 According to the first aspect of the present invention, the optical path between the visible light and the invisible light is separated by the optical path separating means provided outside the laser light source device, and the invisible light is irradiated to the invisible light detecting means. Thus, since the invisible light is not absorbed inside the laser light source device, the temperature rise of the laser light source device can be prevented. Therefore, it is possible to prevent a decrease in the light emission efficiency of the semiconductor laser. Further, the invisible light detecting means is provided on the extension of the optical path of the visible light immediately before being separated by the optical path separating means, so that the visible light is reflected by the optical path separating means and the invisible light is transmitted through the optical path separating means. Thus, the optical path is separated. That is, since the optical path of the invisible light is not changed by the optical path separating means, the invisible light can be reliably irradiated to the invisible light detecting means even if the optical path separating means is shifted, tilted, or detached.
本発明における第2の発明は、前記レーザ光源装置と光路分離手段と非可視光検出手段とを略直線状に配置するように構成したことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, the laser light source device, the optical path separation unit, and the invisible light detection unit are arranged in a substantially straight line.
本発明における第2の発明によれば、レーザ光源装置の出力方向に光路分離手段及び非可視光検出手段を設ける。このため、非可視光は光路分離手段を透過し、非可視光検出手段に照射される。従って、光路分離手段がずれたり、傾いたり、外れたりしても、非可視光は確実に非可視光検出手段を照射することができる。 According to the second aspect of the present invention, the optical path separation means and the invisible light detection means are provided in the output direction of the laser light source device. For this reason, the invisible light passes through the optical path separating means and is irradiated to the invisible light detecting means. Therefore, even if the optical path separating means is displaced, tilted, or detached, the invisible light can be reliably irradiated to the invisible light detecting means.
本発明における第3の発明は、前記レーザ光源装置から出射される可視光及び非可視光の光路を変更する光路変更手段を設けると共にこの光路変更手段によって光路を変更された可視光の光路上に前記光路分離手段を設け、この光路分離手段により分離される直前の可視光の光路の延長線上に前記非可視光検出手段を設けたことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided an optical path changing means for changing an optical path of visible light and invisible light emitted from the laser light source device, and on the optical path of visible light whose optical path has been changed by the optical path changing means. The optical path separating means is provided, and the invisible light detecting means is provided on an extension of the optical path of visible light immediately before being separated by the optical path separating means.
本発明における第3の発明によれば、レーザ光源装置が非可視光で加熱されるため半導体レーザの発光効率の低下を防止することができる。また、光路分離手段がずれたり、傾いたり、外れたりしても、非可視光は確実に非可視光検出手段を照射することができる。 According to the third aspect of the present invention, since the laser light source device is heated with invisible light, it is possible to prevent a decrease in the light emission efficiency of the semiconductor laser. Further, even if the optical path separating means is shifted, tilted, or detached, the invisible light can be reliably irradiated to the invisible light detecting means.
本発明における第4の発明は、前記光路分離手段を複数個設け、各光路分離手段により分離される直前の可視光の光路の延長線上に前記非可視光検出手段を設けたことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, a plurality of the optical path separating means are provided, and the invisible light detecting means is provided on an extension line of the optical path of visible light immediately before being separated by each of the optical path separating means. .
本発明における第4の発明によれば、複数の光路分離手段及び非可視光検出手段を設けることによって、より確実に可視光と非可視光との光路を分離でき、非可視光の検出もより確実に行えて画像表示装置の安全性はさらに高まる。 According to the fourth aspect of the present invention, by providing a plurality of optical path separating means and invisible light detecting means, the optical paths of visible light and invisible light can be more reliably separated, and the detection of invisible light is further improved. The safety of the image display device can be further enhanced.
本発明における第5の発明は、前記非可視光検出手段による非可視光の検出により前記半導体レーザの動作を停止させる停止手段を設けた構成としたことを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a configuration in which stop means for stopping the operation of the semiconductor laser is provided by detection of invisible light by the invisible light detection means.
本発明における第5の発明によれば、非可視光の検出により半導体レーザの動作を停止させる停止手段を設けたことにより、非可視光が危険と判断される量以上に検出される場合、半導体レーザは動作を停止させられるため、画像表示装置の安全を確保することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, when the invisible light is detected to be more than the amount judged to be dangerous by providing the stop means for stopping the operation of the semiconductor laser by detecting the invisible light, the semiconductor Since the operation of the laser is stopped, the safety of the image display device can be ensured.
(実施の形態1)
以下、実施の形態1について図1、図2を用いて説明する。図1は本発明の実施の形態1におけるレーザ光源装置を搭載する画像表示装置の概略構成図である。図2は本発明の実施の形態1におけるレーザ光源装置の概略構成図である。まず図1を用いて画像表示装置の概要について説明する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image display device equipped with a laser light source device according to
画像表示装置100はレーザ光を光源とし、スクリーンに拡大化して投影する画像表示装置である。画像表示装置100の光源は緑色レーザ光源装置1と、赤色レーザ光源装置2と、青色レーザ光源装置3との3つであり、3色のレーザ光源装置1〜3によって画像を表示する。
The
緑色レーザ光源装置1は非可視光である赤外基本レーザ光を半波長に変換することで、主として緑色レーザ光51を出力し、非可視光としての赤外変調レーザ光55を付随的に出力する(詳細については後述する)。赤色レーザ光源装置2は赤色レーザ光52を出力し、青色レーザ光源装置3は青色レーザ光53を出力する。
The green laser
コリメータレンズ7〜9は各色レーザ光源装置1〜3から出力される各色レーザ光51〜53を平行ビームに変化させることができる。光路分離手段としてのダイクロイックミラー10a及び光路変更手段としてのダイクロイックミラー11aは表面に所定の波長のレーザ光を透過あるいは反射させるための膜を形成して構成される。拡散板14は通過するレーザ光を拡散させ、フィールドレンズ15は拡散されたレーザ光を収束レーザに変換する。PBS16(Polarized Beam Spritter)は各色レーザ光51〜53を反射させ、空間光変調素子17によって反射されたレーザ光を透過する。空間光変調素子17は反射型の液晶である。
The
非可視光検出手段としてのサーモスタット20aはダイクロイックミラー10aによって分離された非可視光である赤外変調レーザ光55で照射される。これにより、サーモスタット20aは赤外変調レーザ光55を吸収すると共に加熱されることで、サーモスタット20aの温度は上昇する。このサーモスタット20aの温度上昇によって緑色レーザ光源装置1の赤外変調レーザ光55の漏洩を検出することができる。
The
各色レーザ光源装置1〜3からの各色レーザ光51〜53はコリメータレンズ7〜9によってそれぞれ平行光束され、平行光束された各色レーザ光51〜53はダイクロイックミラー10a及び11aによって拡散板14に導かれ、拡散板14、フィールドレンズ15、PBS16の順に介し、空間光変調素子17で反射し、投射レンズ18によって拡大化されてスクリーン30に投影される。
The respective
次に各色レーザ光源装置1〜3からの各色レーザ光51〜53がどのようにして所定の方向に導かれるかを具体的に説明する。
Next, how each
緑色レーザ光源装置1は緑色レーザ光51を出力すると共に非可視光である赤外変調レーザ光55を漏洩する。赤外変調レーザ光55はコリメータレンズ7で平行光束され、ダイクロイックミラー10aを透過し、サーモスタット20aを照射する(詳細については後述する)。一方、緑色レーザ光51はコリメータレンズ7で平行光束され、ダイクロイックミラー10aによってダイクロイックミラー11aの方向に反射し、反射した緑色レーザ光51はさらにダイクロイックミラー11aでも反射することで拡散板14の方向に導かれる。
The green laser
赤色レーザ光源装置2から出力される赤色レーザ光52は同様にコリメータレンズ8で平行光束され、ダイクロイックミラー11aを透過することで、拡散板14に導かれる。青色レーザ光源装置3から出力される青色レーザ光53は同様にコリメータレンズ9によって平行光束され、ダイクロイックミラー10aを透過し、透過した青色レーザ光53はさらにダイクイロックミラー11aで反射することで拡散板14の方向に導かれる。
Similarly, the red laser light 52 output from the red laser
つまり、ダイクロイックミラー10aは緑色レーザ光51を反射させる緑色反射膜と、青色レーザ光53を透過させる青色透過膜と、赤外変調レーザ光55を透過させる赤外透過膜とを塗布される。よって、ダイクロイックミラー10aは緑色レーザ光51と赤外変調レーザ光55との光路を分離する本実施の形態における光路分離手段である。
That is, the
また、ダイクロイックミラー11aは緑色レーザ光51を反射させる緑色反射膜と赤色レーザ光52を透過させる赤色透過膜と青色レーザ光53を反射させる青色反射膜とを塗布される。よってダイクロイックミラー11aは各色レーザ光51〜53を所定の方向に導くための光路変更手段である。以上より、図1の構成において非可視光である赤外変調レーザ光55以外の各色レーザ光51〜53は拡散板14の方向へと導かれる。
The
緑色レーザ光51、赤色レーザ光52、青色レーザ光53は拡散板14で拡散し、フィールドレンズ15で照度分布を均一化し、PBS16で反射し、空間光変調素子17へ照射される。空間光変調素子17は反射型の液晶であり、上記のようにして導かれる各色レーザ光51〜53をもとに画像を形成するように反射する。形成された画像は投射レンズ18によって拡大化されスクリーン30に投影される。ここで、緑色レーザ光51、赤色レーザ光52、青色レーザ光53は時間分割制御をされており、各色レーザ光源装置1〜3は順々に出力される。従って、投射レンズ18からも各色レーザ光51〜53は順々に投射されるため、スクリーン30上では各色レーザ光51〜53の残像によって画像を形成する。
The
なお、赤色レーザ光源装置2は波長640nmの赤色レーザ光52を出力するのが好ましいが、赤色と認識できるものであれば、ピーク波長が610〜750nmの範囲で異なる波長領域のものを用いてもよい。同様に、青色レーザ光源装置3は波長450nmの青色レーザ光53を出力するのが好ましいが、青色と認識できるものであれば、ピーク波長が435〜480nmの範囲で異なる波長領域のものを用いてもよい。
The red laser
次に、図2を用いて緑色レーザ光源装置1について説明する。緑色レーザ光源装置1は求める色の2倍の波長となるレーザ光を半波長に変換することで、緑色レーザ光51として出力するものである。以下、具体的に説明する。
Next, the green laser
カバー40は各部材を収納する筐体である。なお、カバー40は熱伝導率の高いアルミや銅などで構成されることが好ましいが、熱伝導率の高い金属と樹脂を組み合わせて形成してもよい。カバー40に接触配置される半導体レーザ41は波長808nmの非可視光である赤外基本レーザ光50を出力し、赤外基本レーザ光50はコリメートレンズ42によって平行ビームに変更され、フォーカシングレンズ43によりレーザ媒体45に集光される。レーザ媒体45は赤外基本レーザ光50を吸収することによって、波長1064nmの非可視光の赤外変調レーザ光55を励起する。赤外変調レーザ光55は波長変換素子であるSHG(Second Harmonics Generation)素子48で半波長に変換され、波長532nmの可視光としての緑色レーザ光51となり、緑色レーザ光51はカバー40の開口部に設けられるガラスカバー49を透過して緑色レーザ光源装置1の外部へと出力される。ガラスカバー49は非可視光である赤外基本レーザ光50及び赤外変調レーザ光55を透過しない膜を形成される。これにより、赤外基本レーザ光50及び赤外変調レーザ光55が外部に漏洩することを防止する。
The
ここで、本実施の形態においてレーザ媒体45はY(イットリウム)VO4(バナデート)からなる厚み2mmの無機光学活性物質(結晶)にNd(ネオジウム)を1%ドープしたものである。さらに具体的にはレーザ媒体45は母材であるYVO4のYに蛍光を発する元素であるNd+3に置換してドーピングしたものである。
Here, in the present embodiment, the
また、レーザ媒体45の端面45aは赤外基本レーザ光50に対して無反射コート(ARコート)を施されると共に、赤外変調レーザ光55と緑色レーザ光51とに対して高反射コート(HRコート)を施される。SHG素子48の端面48aは緑色レーザ光51に対して無反射コートを施されると共に、赤外変調レーザ光55に対して高反射コートを施される。
Further, the
つまり、赤外基本レーザ光50はレーザ媒体45の端面45aを透過し、レーザ媒体45によって赤外基本レーザ光50は赤外変調レーザ光55に励起される。赤外変調レーザ光55はSHG素子48の端面45aと端面48aによって反射を繰り返し、共振することで高い光強度のレーザ光となり、SHG素子48で半波長に変換され、緑色レーザ光源装置1の外部へと出力される。つまり、端面45aと端面48aによって共振器を構成しており、本実施の形態では共振器長を3mmとした。なお、端面45a及び端面48aにゴミが付着すると、高い反射率を維持できなくなる。このため、赤外変調レーザ光55の光強度も低下してしまい、高い光強度の緑色レーザ光51へと変換することもできなくなる。よって、緑色レーザ光源装置1の内部にゴミの侵入などを防ぐため、カバー40でこれらの素子を覆う構成とすると共に緑色レーザ光51の出射される開口部は透明なガラスカバー49で覆う。
In other words, the infrared basic laser light 50 passes through the end face 45 a of the
以上のように構成することで、緑色レーザ光源装置1は高い光強度の緑色レーザ光51を出力できる。しかし、SHG素子48は赤外変調レーザ光55を緑色レーザ光51に40〜50%程度しか変換できないため、赤外変調レーザ光55はSHG素子48から緑色レーザ光51と共に出力される。このため、緑色レーザ光源装置1はガラスカバー49を設け、ガラスカバー49は非可視光としての赤外変調レーザ光55の漏洩を防止する。
By configuring as described above, the green laser
しかし次のような場合において、非可視光としての赤外変調レーザ光55あるいは赤外基本レーザ光50を緑色レーザ光源装置1の外部に漏洩する可能性がある。例えば、画像表示装置100の落下などにより、半導体レーザ41の光軸からレーザ媒体45及びSHG素子48が外れる場合、このとき赤外基本レーザ光50が直接緑色レーザ光源装置1の外部に漏れる危険性がある。しかしこの場合、赤外基本レーザ光50はダイクロイックミラー10aを透過し、サーモスタット20aを照射することで吸収される。
However, in the following cases, there is a possibility that the infrared modulated
また半導体レーザ41の光軸からSHG素子48のみが外れる場合、このときレーザ媒体45によって励起された赤外変調レーザ光55が直接緑色レーザ光源装置1の外部に漏れる危険性がある。しかしこの場合、赤外変調レーザ光55はダイクロイックミラー10aを透過し、サーモスタット20aを照射することで吸収される。
Further, when only the
また赤外基本レーザ光50、赤外変調レーザ光55が設計した光軸から少しずれることにより、SHG素子48の変換効率が悪化する。これにより、ガラスカバー49だけでは防止しきれず、赤外基本レーザ光50あるいは赤外変調レーザ光55が漏洩するということも考えられる。しかしこの場合においても、赤外基本レーザ光50あるいは赤外変調レーザ光55は共にダイクロイックミラー10aを透過し、サーモスタット20aを照射することで吸収される。
Further, the infrared
よって、ダイクロイックミラー10aは赤外基本レーザ光50でも赤外変調レーザ光55でも透過することができる。なお、ダイクロイックミラー10aは赤外透過膜を塗布されており、入射する光の波長が赤外光の領域であれば、透過することができる。つまり、ダイクロイックミラー10aが緑色レーザ光51との光路を分離できるレーザ光は波長808nmの赤外基本レーザ光50及び波長1064nmの赤外変調レーザ光55に限定されないわけではない。
Therefore, the
また、サーモスタット20aは半導体レーザ41の電源部と電気的に接続され、非可視光検出手段と半導体レーザ41の動作を停止する停止手段を兼ねている。
The
以上の構成により、ダイクロイックミラー10aは緑色レーザ光源装置1から出力される緑色レーザ光51と赤外変調レーザ光55との光路を緑色レーザ光源装置1の外部で分離し、赤外変調レーザ光55はサーモスタット20aに吸収される。
With the above configuration, the
このため、赤外変調レーザ光55はカバー40などに反射及び吸収することはないため、緑色レーザ光源装置1を加熱しない。よって、緑色レーザ光源装置1に内蔵する半導体レーザ41も同様に加熱されず高温とならないため、半導体レーザ41の発光効率の低下を防止することができる。従って、半導体レーザ41は長時間連続で動作しても、発光効率の低下を防止する。よって、半導体レーザ41の長寿命化も図ることができる。さらに、半導体レーザ41はカバー40と接触配置されるため、半導体レーザ41の熱はカバー40を介して外部に放熱することができる。
For this reason, since the infrared
さらに、図1における緑色レーザ光源装置1の出力方向の直線上にダイクロイックミラー10a及びサーモスタット20aは配置される。このため、ダイクロイックミラー10aが仮に外れたとしても、赤外変調レーザ光55は確実にサーモスタット20aに照射される。またあるいは、ダイクロイックミラー10aがずれることにより赤外変調レーザ光55の入射位置が変わるとしても、ダイクロイックミラー10aが傾くことにより赤外変調レーザ光55の入射角度が変わるとしても、赤外変調レーザ光55はサーモスタット20aに照射される。つまり、赤外変調レーザ光55はダイクロイックミラー10aで反射せず透過するため、サーモスタット20aを照射することになる。よって、ダイクロイックミラー10aがずれたり、傾いたり、外れたりしても、赤外変調レーザ光55は各色レーザ光51〜53の光路へ進むことはない。従って、赤外変調レーザ光55及び赤外基本レーザ光50が画像表示装置100の外部に漏洩することを防止することができる。
Further, the
また、本実施の形態におけるサーモスタット20aは非可視光検出手段でもあり、サーモスタット20aは半導体レーザ41の電源部と電気的に接続されることにより、停止手段としての機能も備える。非可視光検出手段としては上述の通り、サーモスタット20aの温度上昇によって赤外変調レーザ光55の漏洩を検出する。つまり、所定量以上の赤外変調レーザ光55あるいは赤外基本レーザ光50が漏洩し、サーモスタット20aが加熱されすぎると、サーモスタットのスイッチはオンからオフに切り替わり、それと同時に半導体レーザ41への電力供給を遮断することができる。よって、画像表示装置100の安全性はより向上する。
Further, the
ここで、サーモスタットは、赤外変調レーザ光55あるいは赤外基本レーザ光50が100mW以上出力されたときに動作するように設定されている。
Here, the thermostat is set so as to operate when the infrared modulated
さらに例えば、サーモスタットではなく、フォトダイオードを用いることにより、赤外変調レーザ光55がある出力以上照射されると、それを検知して、画像表示装置100の外部に異常を知らせるランプを点滅させるなどの構成にすることによって、画像表示装置100の異常をユーザに伝えることができる。これにより、ユーザは画像表示装置100の故障を知ることができ、修理するなどの適切な対策を講じることができるため、画像表示装置100の安全性はより向上する。
Further, for example, by using a photodiode instead of a thermostat, when the infrared
なお、サーモスタット20aは少なくともレーザ光から照射される部分を黒色にしておくことで、レーザ光を吸収しやすく、赤外基本レーザ光50及び赤外変調レーザ光55が漏洩したときに、より確実にサーモスタット20aを動作させることができる。さらに、サーモスタット20aはできるだけ小型で低熱容量であることが好ましい。その方が、異常時にサーモスタット20aが加熱されるが、異常が発生してから動作するまでの時間をより早くすることができる。なお、サーモスタット20aに限らず、ヒューズ、サーミスタなどで代用してもよい。異常時において緑色レーザ光源装置1あるいは半導体レーザ41の電力供給を絶つことができればよい。
The
また、本実施の形態ではダイクロイックミラー10a及び11aを用いたが、これに限定する必要はなく、その他のミラーや、あるいはプリズムなどでもよい。
In the present embodiment, the
(実施の形態2)
以下、実施の形態2について図3を用いて説明する。図3は本発明の実施の形態2におけるレーザ光源装置を搭載する画像表示装置の概略構成図である。ここでは、実施の形態1と同一の構成、機能を備えた部材には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
(Embodiment 2)
The second embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an image display device on which the laser light source device according to
本実施の形態は画像表示装置100にサーモスタット20aだけでなくサーモスタット20bも設けることにより、実施の形態1に比べてさらに安全性を向上させる構成とした。サーモスタット20bはサーモスタット20aと同様の機能を有し、半導体レーザ41の電源部と電気的に接続される。また、55a及び55bは共に非可視光としての赤外変調レーザ光55であって、赤外変調レーザ光55aはダイクロイックミラー10bを透過した赤外変調レーザ光55であり、赤外変調レーザ光55bはダイクロイックミラー10bを反射した赤外変調レーザ光55である。
In the present embodiment, not only the
以下、本実施の形態における各色レーザ光源装置1〜3より出力される各色レーザ光51〜53及び赤外変調レーザ光55の光路について説明する。
Hereinafter, the optical paths of the respective
緑色レーザ光51は緑色レーザ光源装置1より出力されると、コリメータレンズ7によって平行光束され、光路分離手段としてのダイクロイックミラー10bによって光路分離手段としてのダイクロイックミラー11bの方向に反射し、ダイクロイックミラー11bによって拡散板14の方向に反射することで、所定の方向に導かれる。
When the
赤色レーザ光52は赤色レーザ光源装置2によって出力されると、コリメータレンズ8によって平行光束され、ダイクロイックミラー11bを透過することで、拡散板14に導かれる。
When the
青色レーザ光53は青色レーザ光源装置3によって出力されると、コリメータレンズ9によって平行光束され、ダイクロイックミラー10bを透過し、ダイクロイックミラー11bによって拡散板14の方向に反射することで、所定の方向に導かれる。
When the
また、緑色レーザ光源装置1より緑色レーザ光51の出力に伴い、付随的に漏洩する非可視光である赤外変調レーザ光55はコリメータレンズ7によって平行光束され、ダイクロイックミラー10bを透過する。これにより、赤外変調レーザ光55aはサーモスタット20aを照射する。一方、ダイクロイックミラー10bで透過できずに、誤って反射してしまった赤外変調レーザ光55bはダイクロイックミラー11bを透過する。これにより、赤外変調レーザ光55bはサーモスタット20bを照射する。
Further, accompanying the output of the green laser light 51 from the green laser
よって、ダイクロイックミラー10bは緑色レーザ光51を反射させる緑色反射膜と、青色レーザ光53を透過させる青色透過膜と、赤外変調レーザ光55を透過させる赤外透過膜とを塗布される。
Therefore, the
また、ダイクロイックミラー11bは緑色レーザ光を反射させる緑色反射膜と、赤色レーザ光52を透過させる赤色透過膜と、青色レーザ光53を反射させる青色反射膜と赤外変調レーザ光55を透過させる赤外透過膜とを塗布される。よって、ダイクロイックミラー10b及び11bは共に本実施の形態における光路分離手段である。このため、図3の構成において赤外変調レーザ光55以外の各色レーザ光51〜53は拡散板14の方向へと導かれる。
Further, the
以上の構成により、ダイクロイックミラー10b及び11bは緑色レーザ光源装置1から出力される緑色レーザ光51及び赤外変調レーザ光55を緑色レーザ光源装置1の外部によって光路を分離し、非可視光である赤外変調レーザ光55はサーモスタット20a及び20bに吸収される。
With the above configuration, the
このため、赤外変調レーザ光55はカバー40などに反射及び吸収することはないため、緑色レーザ光源装置1を加熱しない。よって、緑色レーザ光源装置1に内蔵する半導体レーザ41も同様に加熱されず高温とならないため、半導体レーザ41の発光効率の低下を防止することができる。従って、半導体レーザ41は長時間連続で動作しても、発光効率の低下を防止する。よって、半導体レーザ41の長寿命化も図ることができる。
For this reason, since the infrared
さらに、図3における緑色レーザ光源装置1の出力方向に略直線状にダイクロイックミラー10b及びサーモスタット20aは配置される。このため、ダイクロイックミラー10bがずれたり、傾いたり、外れたりしても、赤外変調レーザ光55は確実にサーモスタット20aを照射することができる。従って、赤外変調レーザ光55が画像表示装置100の外部に漏洩することを防止することができる。
Furthermore, the
つまり、本実施の形態は実施の形態1と同様の効果を得る。 That is, this embodiment obtains the same effect as that of the first embodiment.
また仮に、赤外変調レーザ光55の一部はダイクロイックミラー10bを透過せずに、反射するとき、つまり赤外変調レーザ光55bが存在するときでも、赤外変調レーザ光55bはダイクロイックミラー11bで各色レーザ光51〜53と光路を分離されるため、画像表示装置100の外部に赤外変調レーザ光55bが漏洩することを防止することができる。よって、ダイクロイックミラー10b及び11bは共に各色レーザ光51〜53と赤外変調レーザ光55との光路を分離する光路分離手段である。各ダイクロイックミラー10b、11bに対応してサーモスタット20a及び20bを設けるため、画像表示装置100内でどこにも照射させずに反射し続ける赤外変調レーザ光55をより少なくすることができる。従って、本実施の形態における画像表示装置100はより非可視光である赤外変調レーザ光55を漏洩しにくいため、高い安全性を確保することができる。
Further, even if a part of the infrared
さらに、必要以上に赤外基本レーザ光50あるいは赤外変調レーザ光55が漏洩したとしても、サーモスタット20aあるいは20bが感知し、緑色レーザ光源装置1の電源を遮断する。
Furthermore, even if the infrared
なお本実施の形態も同様に、赤外変調レーザ光55あるいは赤外基本レーザ光50に限らず赤外光であれば、ダイクロイックミラー10b及び11bは透過する。
Similarly, in the present embodiment, the
(実施の形態3)
以下、実施の形態3について図4を用いて説明する。図4は本発明の実施の形態3におけるレーザ光源装置を搭載する画像表示装置の概略構成図である。ここでは、実施の形態1、2と同一の構成、機能を備えた部材には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
(Embodiment 3)
Hereinafter,
本実施の形態における各色レーザ光源装置1〜3より出力される各色レーザ光51〜53及び非可視光である赤外変調レーザ光55の光路について説明する。
An optical path of each
緑色レーザ光51は緑色レーザ光源装置1より出力されると、コリメータレンズ7によって平行光束され、光路変更手段としてのダイクロイックミラー10cによってダイクロイックミラー11cの方向に反射し、光路分離手段としてのダイクロイックミラー11cによって拡散板14の方向に反射することで、所定の方向に導かれる。
When the
赤色レーザ光52は赤色レーザ光源装置2によって出力されると、コリメータレンズ8によって平行光束され、ダイクロイックミラー11cを透過することで、拡散板14に導かれる。
When the
青色レーザ光53は青色レーザ光源装置3によって出力されると、コリメータレンズ9によって平行光束され、ダイクロイックミラー10cを透過し、ダイクロイックミラー11cによって拡散板14の方向に反射することで、拡散板14に導かれる。
When the
また、緑色レーザ光源装置1より緑色レーザ光51の出力に伴い、付随的に漏洩する非可視光である赤外変調レーザ光55はコリメータレンズ7によって平行光束され、ダイクロイックミラー10cによってダイクロイックミラー11cの方向に反射し、ダイクロイックミラー11cを透過する。これにより、赤外変調レーザ光55は各色レーザ光51〜53の光路より分離され、サーモスタット20bを照射する。
Further, accompanying the output of the green laser light 51 from the green laser
つまり、ダイクロイックミラー10cは緑色レーザ光51を反射させる緑色反射膜と、青色レーザ光53を透過させる青色透過膜と、赤外変調レーザ光55を反射させる赤外反射膜とを塗布される。
That is, the
また、ダイクロイックミラー11cは緑色レーザ光を反射させる緑色反射膜と赤色レーザ光52を透過させる赤色透過膜と青色レーザ光53を反射させる青色反射膜と非可視光としての赤外変調レーザ光55を透過させる赤外透過膜を塗布される。よって、ダイクロイックミラー11cは本実施の形態における光路分離手段である。このため、図4の構成において赤外変調レーザ光55以外の各色レーザ光51〜53は拡散板14の方向へと導かれる。なお本実施の形態も同様に、赤外変調レーザ光55あるいは赤外基本レーザ光50に限らず赤外光であれば、ダイクロイックミラー11cは透過する。
The dichroic mirror 11c receives a green reflective film that reflects green laser light, a red transmissive film that transmits
以上の構成により、ダイクロイックミラー11cは緑色レーザ光源装置1から出力される緑色レーザ光51及び赤外変調レーザ光55を緑色レーザ光源装置1の外部によって光路を分離し、非可視光の赤外変調レーザ光55はサーモスタット20bに吸収される。
With the above configuration, the dichroic mirror 11c separates the optical path of the
従って、半導体レーザ41の発光効率の低下を防止することができる。また、ダイクロイックミラー11cがずれたり、傾いたり、外れたりしても、赤外変調レーザ光55はサーモスタット20bを照射でき、各色レーザ光51〜53の光路へ進むことはない。さらに、赤外変調レーザ光55が過度に漏洩したとしても、サーモスタット20bの特性によって半導体レーザ41の動作を停止させることができる。
Therefore, it is possible to prevent the light emission efficiency of the
これにより、画像表示装置100の安全性を確保することができる。
Thereby, the safety of the
本発明によれば、半導体レーザの発光効率の低下を防止することができ、非可視光を外部に漏洩しない安全性の高い画像表示装置に利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to prevent a decrease in light emission efficiency of a semiconductor laser, and it can be used for a highly safe image display device that does not leak invisible light to the outside.
1 緑色レーザ光源装置
2 赤色レーザ光源装置
3 青色レーザ光源装置
7,8,9 コリメータレンズ
10a,10b,10c,11a,11b,11c ダイクロイックミラー
14 拡散板
15 フィールドレンズ
16 PBS
17 空間光変調素子
18 投射レンズ
20a,20b サーモスタット
30 スクリーン
40 カバー
41 半導体レーザ
42 コリメートレンズ
43 フォーカシングレンズ
45 レーザ媒体
45a 端面
48 SHG素子
48a 端面
49 ガラスカバー
50 赤外基本レーザ光
51 緑色レーザ光
52 赤色レーザ光
53 青色レーザ光
55 赤外変調レーザ光
100 画像表示装置
DESCRIPTION OF
17 Spatial
Claims (5)
このレーザ光源装置から出射される可視光と非可視光との光路を分離する光路分離手段とを備えた画像表示装置であって、
前記レーザ光源装置の外部に光路分離手段によって分離される非可視光を検出する非可視光検出手段と前記少なくとも1つの光路分離手段とを設けると共に、前記少なくとも1つの光路分離手段により分離される直前の可視光の光路の延長線上に前記非可視光検出手段を設けたことを特徴とする画像表示装置。 A laser light source device comprising: a semiconductor laser that emits invisible light; and a wavelength converter that converts the invisible light emitted by the semiconductor laser into visible light, and emits visible light converted by the wavelength converter to the outside. When,
An image display device comprising optical path separating means for separating optical paths of visible light and invisible light emitted from the laser light source device,
An invisible light detecting means for detecting invisible light separated by an optical path separating means and the at least one optical path separating means are provided outside the laser light source device, and immediately before being separated by the at least one optical path separating means. An invisible light detecting means is provided on an extended line of the visible light optical path.
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