JP2012053101A - Image display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光源として半導体レーザを用いたレーザ光源装置を備えた画像表示装置に関する。 The present invention relates to an image display device including a laser light source device using a semiconductor laser as a light source.
近年、画像表示装置の光源に半導体レーザを用いる技術が注目されている。この半導体レーザは、従来から画像表示装置に多用されてきた水銀ランプに比較して、色再現性がよい点、瞬時点灯が可能である点、長寿命である点、高効率で消費電力を低減することができる点、及び小型化が容易である点など種々の利点を有している。 In recent years, a technique using a semiconductor laser as a light source of an image display device has attracted attention. This semiconductor laser has better color reproducibility, instantaneous lighting, longer life, and higher power consumption compared to mercury lamps that have been widely used in image display devices. There are various advantages such as the ability to reduce the size and the ease of miniaturization.
半導体レーザを用いた画像表示装置として、半導体レーザを備えた3つのレーザ光源装置からの赤色、青色および緑色の3色のレーザ光を反射型液晶パネルの表示領域にそれぞれ入射させ、この反射型液晶パネルから出射した各色の画像光を投射レンズによって外部のスクリーン上に投射する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。 As an image display device using a semiconductor laser, laser beams of three colors of red, blue and green from three laser light source devices equipped with semiconductor lasers are respectively incident on a display area of a reflective liquid crystal panel, and this reflective liquid crystal A technique for projecting image light of each color emitted from a panel onto an external screen by a projection lens is known (see, for example, Patent Document 1).
また、緑色レーザ光については、これを直接出力する半導体レーザに高出力のものがないため、半導体レーザから励起用レーザ光を出力させ、この励起用レーザ光でレーザ媒体を励起させて赤外レーザ光を出力させ、この赤外レーザ光の波長を波長変換素子で変換して緑色レーザ光を出力するようにした技術が知られている(例えば、特許文献2参照)。 As for the green laser light, since there is no high-power semiconductor laser that directly outputs it, an excitation laser beam is output from the semiconductor laser, and the laser medium is excited by the excitation laser light to emit an infrared laser. A technique is known in which light is output and the wavelength of the infrared laser light is converted by a wavelength conversion element to output green laser light (see, for example, Patent Document 2).
上記特許文献1に記載のような画像表示装置では、スクリーン上に表示される画像の画質を良好に維持するために、空間光変調器(ここでは、反射型液晶パネル)の入射領域の適切な位置にレーザ光を入射させるように、各レーザ光源装置の出射光の光軸(レーザ光の経路)を精度良く調整する必要がある。そのため、各レーザ光源装置は、画像表示装置の筐体に対する取付位置(すなわち、出射光の光軸)を少なくとも二軸方向に調整可能なように設けることが望ましい。
In the image display device described in
ところで、上記特許文献2に記載のような赤外レーザ光の波長を変換して緑色レーザ光を出力する緑色レーザ光源装置では、レーザ媒体や波長変換素子での変換ロスが生じるため、半導体レーザの出力を高くする必要があり、これにより半導体レーザの発熱が顕著となる。したがって、緑色レーザ光源装置は、画像表示装置の筐体に対して二軸方向に位置調整可能なように取り付けようとした場合、その取付構造が複雑となると共に、その発熱により筐体側も高温となって隣接する赤色レーザ光源装置や青色レーザ光源装置に対して出力低下等の悪影響を及ぼし兼ねないという問題があった。
By the way, in the green laser light source device that converts the wavelength of the infrared laser light as described in
本発明は、このような従来技術の課題を鑑みて案出されたものであり、緑色レーザ光源装置の取付構造を複雑にすることなく、緑色レーザ光の光軸を簡易な操作で調整可能とした画像表示装置を提供することを主目的とする。 The present invention has been devised in view of such problems of the prior art, and the optical axis of the green laser light can be adjusted by a simple operation without complicating the mounting structure of the green laser light source device. It is a main object of the present invention to provide an image display apparatus.
本発明の画像表示装置は、半導体レーザを光源として用いる画像表示装置であって、赤外レーザ光の波長を変換して緑色レーザ光を出力する緑色レーザ光源装置と、前記緑色レーザ光源装置から入射した前記緑色レーザ光を映像信号に基づき変調する空間光変調器と、前記緑色レーザ光源装置と前記空間光変調器との間の経路に配置され、前記緑色レーザ光を反射させて前記空間光変調器側に導く光学素子と、前記光学素子を支持する光学素子支持装置と、前記緑色レーザ光源装置、前記空間光変調器、及び前記光学素子支持装置が取り付けられた筐体とを備え、前記緑色レーザ光源装置は、前記筐体に対して一軸方向に移動することにより、前記緑色レーザ光の光軸を第1の方向に変位可能とし、前記光学素子支持装置は、前記光学素子を保持した状態で一軸周りに回動することにより、前記緑色レーザ光の光軸を前記第1の方向と交差する第2の方向に変位可能とすることを特徴とする。 The image display device of the present invention is an image display device using a semiconductor laser as a light source, and converts a wavelength of infrared laser light to output green laser light, and is incident from the green laser light source device. A spatial light modulator that modulates the green laser light based on a video signal, and a path between the green laser light source device and the spatial light modulator, and reflects the green laser light to modulate the spatial light And an optical element supporting device that supports the optical element, a green laser light source device, the spatial light modulator, and a housing to which the optical element supporting device is attached. The laser light source device is capable of displacing the optical axis of the green laser light in a first direction by moving in a uniaxial direction with respect to the housing, and the optical element support device By rotating around uniaxially lifting state, characterized by a displaceable optical axis of the green laser beam in a second direction crossing the first direction.
このように本発明によれば、緑色レーザ光源装置を筐体に対して一軸方向に位置調整可能に設けると共に、光学素子支持装置によって光学素子を一軸周りに回動させる構成としたため、緑色レーザ光源装置の取付構造を複雑にすることなく、緑色レーザ光の光軸を調整することが可能となるという優れた効果を奏する。 As described above, according to the present invention, the green laser light source device is provided so that the position of the green laser light source device can be adjusted in the uniaxial direction with respect to the casing, and the optical element is rotated around the uniaxial axis by the optical element support device. There is an excellent effect that the optical axis of the green laser light can be adjusted without complicating the mounting structure of the apparatus.
上記課題を解決するためになされた第1の発明は、半導体レーザを光源として用いる画像表示装置であって、赤外レーザ光の波長を変換して緑色レーザ光を出力する緑色レーザ光源装置と、前記緑色レーザ光源装置から入射した前記緑色レーザ光を映像信号に基づき変調する空間光変調器と、前記緑色レーザ光源装置と前記空間光変調器との間の経路に配置され、前記緑色レーザ光を反射させて前記空間光変調器側に導く光学素子と、前記光学素子を支持する光学素子支持装置と、前記緑色レーザ光源装置、前記空間光変調器、及び前記光学素子支持装置が取り付けられた筐体とを備え、前記緑色レーザ光源装置は、前記筐体に対して一軸方向に移動することにより、前記緑色レーザ光の光軸を第1の方向に変位可能とし、前記光学素子支持装置は、前記光学素子を保持した状態で一軸周りに回動することにより、前記緑色レーザ光の光軸を前記第1の方向と交差する第2の方向に変位可能とする構成とする。 1st invention made | formed in order to solve the said subject is an image display apparatus which uses a semiconductor laser as a light source, Comprising: The green laser light source apparatus which converts the wavelength of infrared laser light and outputs green laser light, A spatial light modulator that modulates the green laser light incident from the green laser light source device based on a video signal; and a path between the green laser light source device and the spatial light modulator; An optical element that is reflected and guided to the spatial light modulator side, an optical element support device that supports the optical element, a housing in which the green laser light source device, the spatial light modulator, and the optical element support device are attached. The green laser light source device is capable of displacing the optical axis of the green laser light in a first direction by moving in a uniaxial direction with respect to the housing, and supporting the optical element. Location, by rotating around the uniaxial while holding the optical element, a structure in which a displaceable optical axis of the green laser beam in a second direction crossing the first direction.
これによると、緑色レーザ光源装置を筐体に対して一軸方向に位置調整可能に設けると共に、光学素子支持装置によって光学素子を一軸周りに回動させる構成としたため、緑色レーザ光源装置の取付構造を複雑にすることなく、緑色レーザ光の光軸を調整することが可能となる。また、光学素子支持装置は、一軸周りに光学素子を回動させる構成であるため、筐体内にあっても調整作業が容易であるという利点もある。 According to this, since the green laser light source device is provided so that the position of the green laser light source device can be adjusted in one axial direction with respect to the housing, and the optical element supporting device is configured to rotate the optical element around one axis, the mounting structure of the green laser light source device is It is possible to adjust the optical axis of the green laser light without making it complicated. Moreover, since the optical element support device is configured to rotate the optical element around one axis, there is also an advantage that adjustment work is easy even in the case.
また、第2の発明は、前記筐体は、前記空間光変調器および前記光学素子支持装置を収容する本体部と、当該本体部から突設されると共に、前記緑色レーザ光源装置が前記一軸方向に移動可能に取り付けられた取付部とを有する構成とすることができる。 According to a second aspect of the present invention, the casing is provided with a main body that houses the spatial light modulator and the optical element support device, and protrudes from the main body, and the green laser light source device is in the uniaxial direction. It can be set as the structure which has an attaching part attached to the movably.
これによると、緑色レーザ光源装置の発熱の周囲への影響を抑制しつつ、緑色レーザ光の光軸を調整することが可能となる。 According to this, it becomes possible to adjust the optical axis of the green laser light while suppressing the influence of the heat generated by the green laser light source device on the surroundings.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は本発明の第1実施形態に係る画像表示装置1の概略構成図であり、図2および図3はそれぞれ画像表示装置1の斜視図および分解斜視図である。この画像表示装置1は、所要の画像をスクリーンSに投影表示するものであり、緑色レーザ光を出力する緑色レーザ光源装置2と、赤色レーザ光を出力する赤色レーザ光源装置3と、青色レーザ光を出力する青色レーザ光源装置4と、映像信号に応じて各レーザ光源装置2〜4からのレーザ光を空間的に変調して像を形成する液晶反射型の空間光変調器5と、各レーザ光源装置2〜4からのレーザ光を反射させて空間光変調器5に照射させるとともに空間光変調器5から出射された変調レーザ光を透過させる偏光ビームスプリッタ6と、各レーザ光源装置2〜4から出射されるレーザ光を偏光ビームスプリッタ6に導くリレー光学系7と、偏光ビームスプリッタ6を透過した変調レーザ光をスクリーンSに投射する投射光学系8とを備えている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an
この画像表示装置1は、いわゆるフィールドシーケンシャル方式でカラー画像を表示するものであり、各レーザ光源装置2〜4から各色のレーザ光が時分割で順次出力され、各色のレーザ光による画像が残像によってカラー画像として認識される。
The
リレー光学系7は、各レーザ光源装置2〜4から出射される各色のレーザ光を平行ビームに変換するコリメータレンズ11〜13と、コリメータレンズ11〜13を通過した各色のレーザ光を所要の方向に導く第1および第2のダイクロイックミラー14,15と、ダイクロイックミラー14,15により導かれたレーザ光を拡散させる拡散板16と、拡散板16を通過したレーザ光を収束レーザに変換するフィールドレンズ17とを備えている。
The relay
投射光学系8からスクリーンSに向けてレーザ光が出射される側を前側とすると、青色レーザ光源装置4から青色レーザ光が後方に向けて出射される。この青色レーザ光の光軸に対して緑色レーザ光の光軸および赤色レーザ光の光軸が互いに直交するように、緑色レーザ光源装置2および赤色レーザ光源装置3から緑色レーザ光および赤色レーザ光が出射され、この青色レーザ光、赤色レーザ光、および緑色レーザ光が、2つのダイクロイックミラー14,15で同一の光路に導かれる。すなわち、青色レーザ光と緑色レーザ光が第1のダイクロイックミラー14で同一の光路に導かれ、青色レーザ光および緑色レーザ光と赤色レーザ光が第2のダイクロイックミラー15で同一の光路に導かれる。
If the side from which the laser light is emitted from the projection
第1および第2のダイクロイックミラー14,15は、表面に所定の波長のレーザ光を透過および反射させるための膜が形成されたものであり、第1のダイクロイックミラー14は、青色レーザ光を透過するとともに緑色レーザ光を反射させる。第2のダイクロイックミラー15は、赤色レーザ光を透過するとともに青色レーザ光および緑色レーザ光を反射させる。
The first and second
これらの各光学部材は、筐体21に支持されている。筐体21は、各レーザ光源装置2〜4で発生した熱を放熱する放熱体として機能し、アルミニウムや銅などの熱伝導性の高い材料で形成されている。また、筐体21には、空間光変調器5、偏光ビームスプリッタ6、リレー光学系7、及び投射光学系8等が取り付けられている。
Each of these optical members is supported by the
緑色レーザ光源装置2は、筐体21の本体部21aから側方に向けて突出した状態で筐体21に形成された取付板22に取り付けられている。この取付板22は、リレー光学系7の収容スペースの前方と側方にそれぞれ位置する前壁部23と側壁部24とが交わる角部から側壁部24に直交する向きに突出することにより、ヒートシンクとしての機能を有する。これにより、緑色レーザ光源装置2の放熱が促進されると共に、その熱が筐体21に伝わりにくくなり、他のレーザ光源装置への熱的な影響を抑制することができる。赤色レーザ光源装置3は、ホルダ25に保持された状態で側壁部24の外面側に取り付けられている。青色レーザ光源装置4は、ホルダ26に保持された状態で前壁部23の外面側に取り付けられている。
The green laser
赤色レーザ光源装置3および青色レーザ光源装置4は、いわゆるCANパッケージで構成され、レーザ光を出力するレーザチップが、ステムに支持された状態で缶状の外装部の中心軸上に光軸が位置するように配置されたものであり、外装部の開口に設けられたガラス窓からレーザ光が出射される。この赤色レーザ光源装置3および青色レーザ光源装置4は、ホルダ25,26に開設された取付孔27,28に圧入するなどしてホルダ25,26に対して固定される。青色レーザ光源装置4および赤色レーザ光源装置3のレーザチップの発熱は、ホルダ25,26を介して筐体21に伝達されて放熱される。各ホルダ25,26は、アルミニウムや銅などの熱伝導率の高い材料で形成されている。
The red laser
緑色レーザ光源装置2は、図1に示すように、励起用レーザ光を出力する半導体レーザ31と、半導体レーザ31から出力された励起用レーザ光を集光する集光レンズであるFAC(Fast-Axis Collimator)レンズ32およびロッドレンズ33と、励起用レーザ光により励起されて基本レーザ光(赤外レーザ光)を出力するレーザ媒体34と、基本レーザ光の波長を変換して半波長レーザ光(緑色レーザ光)を出力する波長変換素子35と、レーザ媒体34とともに共振器を構成する凹面ミラー36と、励起用レーザ光および基本波長レーザ光の漏洩を阻止するガラスカバー37と、各部を支持する基台38と、各部を覆うカバー体39とを備えている。
As shown in FIG. 1, the green laser
緑色レーザ光源装置2の筐体21に対する取り付けは、複数の締結用ねじ(図示せず)によって基台38を取付板22に固定することにより行う。図3に示すように、緑色レーザ光源装置2の基台38の前面38a側には3つのねじ孔91が形成されている。また、筐体21の取付板22には基台38の各ねじ孔91にそれぞれ対応する位置に貫通孔92が設けられている。締結用ねじは、各貫通孔92に挿し通された状態でねじ孔91に嵌め合わされる。基台38の前面38aは、図1に示すように、取付板22の取付面22aに当接するため、これにより、緑色レーザ光源装置2から取付板22への熱伝導が促進されて放熱効果が高まる。また、図3において、基台38から取付板22に向けて突出するように設けられた2つのガイドピン93は、取付板22に形成された2つのガイド孔94にそれぞれ挿入され、取付板22に対する緑色レーザ光源装置2の位置合わせを容易とする。
The green laser
図1において、緑色レーザ光源装置2と筐体21の側壁部24との間には所要の幅(例えば0.5mm以下)の間隙G1が形成される。これにより、緑色レーザ光源装置2の熱が赤色レーザ光源装置3に伝わりにくくなり、赤色レーザ光源装置3の昇温を抑制して、温度特性の悪い赤色レーザ光源装置3を安定的に動作させることができる。また、赤色レーザ光源装置3の所要の光軸調整代(例えば0.3mm程度)を確保するため、緑色レーザ光源装置2と赤色レーザ光源装置3との間に所要の幅(例えば0.3mm以上)の間隙G2が設けられている。
In FIG. 1, a gap G <b> 1 having a required width (for example, 0.5 mm or less) is formed between the green laser
また、筐体21に取り付けられた赤色レーザ光源装置3においては、赤色レーザ光の出射側に位置するホルダ25の前面25aが側壁部24に当接する。図3に示すように、ホルダ25に形成された取付用の2つの貫通孔96の径は、固定用ボルト97の軸部の外径よりも大きく設定されている。各固定用ボルト97は、それぞれ貫通孔96に挿し通された状態で、筐体21の側壁部24に設けられたボルト孔(図示せず)に嵌め合わされる。このような構成により、ホルダ25の取付位置は、固定用ボルト97の軸部と貫通孔96との隙間が許容する範囲において、任意の方向(例えば、上下・前後の二軸方向)に調整可能であり、その結果、赤色レーザ光の光軸(すなわち、スクリーンに対する投射位置)を任意の方向に変位させることができる。
Further, in the red laser
なお、青色レーザ光源装置4についても上記赤色レーザ光源装置3の場合と同様であり、固定用ボルト97は、ホルダ26に形成された貫通孔(図示せず)に挿し通された状態で、筐体21の前壁部23に設けられたボルト孔98に嵌め合わされる。したがって、ホルダ26の取付位置も上記ホルダ25と同様に任意の方向に調整可能であり、その結果、青色レーザ光の光軸を任意の方向に変位させることができる。
Note that the blue laser
図4は、緑色レーザ光源装置2におけるレーザ光の状況を示す模式図である。半導体レーザ31のレーザチップ41は、波長808nmの励起用レーザ光を出力する。FACレンズ32は、レーザ光のファースト軸(光軸方向に対して直交し且つ図の紙面に沿う方向)の拡がりを低減する。ロッドレンズ33は、レーザ光のスロー軸(図の紙面に対して直交する方向)の拡がりを低減する。
FIG. 4 is a schematic diagram showing the state of laser light in the green laser
レーザ媒体34は、いわゆる固体レーザ結晶であり、ロッドレンズ33を通過した波長808nmの励起用レーザ光により励起されて波長1064nmの基本波長レーザ光(赤外レーザ光)を出力する。このレーザ媒体34は、Y(イットリウム)VO4(バナデート)からなる無機光学活性物質(結晶)にNd(ネオジウム)をドーピングしたものであり、より具体的には、母材であるYVO4のYを、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。
The
レーザ媒体34におけるロッドレンズ33に対向する側には、波長808nmの励起用レーザ光に対する反射防止と、波長1064nmの基本波長レーザ光および波長532nmの半波長レーザ光に対する高反射の機能を有する膜42が形成されている。レーザ媒体34における波長変換素子35に対向する側には、波長1064nmの基本波長レーザ光および波長532nmの半波長レーザ光に対する反射防止の機能を有する膜43が形成されている。
On the side of the
波長変換素子35は、いわゆるSHG(Second Harmonics Generation)素子であり、レーザ媒体34から出力される波長1064nmの基本波長レーザ光(赤外レーザ光)の波長を変換して波長532nmの半波長レーザ光(緑色レーザ光)を生成する。この波長変換素子35は、強誘電体結晶に、分極が反転した領域とそのままの領域を交互に形成した、周期的な分極反転構造を備えたものであり、分極反転周期方向(分極反転領域の配列方向)に基本波長レーザ光を入射させる。なお、強誘電体結晶には、例えばLN(ニオブ酸リチウム)にMgOを添加したものが用いられる。
The
波長変換素子35におけるレーザ媒体34に対向する側には、波長1064nmの基本波長レーザ光に対する反射防止と、波長532nmの半波長レーザ光に対する高反射の機能を有する膜44が形成されている。波長変換素子35における凹面ミラー36に対向する側には、波長1064nmの基本波長レーザ光および波長532nmの半波長レーザ光に対する反射防止の機能を有する膜45が形成されている。
On the side of the
凹面ミラー36は、波長変換素子35に対向する側に凹面を有し、この凹面には、波長1064nmの基本波長レーザ光に対する高反射と、波長532nmの半波長レーザ光に対する反射防止の機能を有する膜46が形成されている。これにより、レーザ媒体34の膜42と凹面ミラー36の膜46との間で、波長1064nmの基本波長レーザ光が共振して増幅される。
The
波長変換素子35では、レーザ媒体34から入射した波長1064nmの基本波長レーザ光の一部が波長532nmの半波長レーザ光に変換され、変換されずに波長変換素子35を通過した波長1064nmの基本波長レーザ光は、凹面ミラー36で反射されて波長変換素子35に再度入射し、波長532nmの半波長レーザ光に変換される。この波長532nmの半波長レーザ光は、波長変換素子35の膜44で反射されて波長変換素子35から出射される。
In the
ここで、レーザ媒体34から波長変換素子35に入射して波長変換素子35で波長変化されて波長変換素子35から出射されるレーザ光のビームB1と、凹面ミラー36で一旦反射されて波長変換素子35に入射して膜44で反射されて波長変換素子35から出射されるレーザ光のビームB2とが干渉を起すと、出力が低下する。そこで、波長変換素子35を光軸方向に対して傾斜させて、屈折作用によりレーザ光のビームB1、B2が互いに干渉しないようにしており、これにより出力低下を避けることができる。
Here, the laser beam B1 incident on the
なお、図1に示したガラスカバー37には、波長808nmの励起用レーザ光および波長1064nmの基本波長レーザ光が外部に漏洩することを防止するため、これらのレーザ光を透過させない膜が形成されている。
The
図5は緑色レーザ光源装置2の周辺を示す斜視図であり、図6および図7はそれぞれミラー支持装置51の斜視図および分解斜視図である。ここでは、説明の便宜上、図6および図7に示すように、第1のダイクロイックミラー14の厚み方向を前後方向とし、高さ方向(第1回動軸63の伸長方向)を上下方向とし、幅方向(第2回動軸73の伸長方向)を左右方向とする。
FIG. 5 is a perspective view showing the periphery of the green laser
図6において、第1のダイクロイックミラー14を支持するミラー支持装置51は、筐体21の底壁部52に対して変位可能に取り付けられた第1支持部材53と、この第1支持部材53に対して変位可能に取り付けられた第2支持部材54とから構成される。
In FIG. 6, a
第1支持部材53は、底壁部52の上面に対して摺動自在に置かれた平板状のベース部61と、このベース部61の上面中央部から上方(すなわち、ベース部61に直交する方向)に突出するように設けられた方形平板状の起立部62とを有する。
The
ベース部61において、起立部62を境界として区分けされる2つの部位のうちの一方の部位には、図6および図7に示すように、その下面から下方(すなわち、ベース部61に直交する方向)に向けて突出するように第1回動軸63が設けられている。この第1回動軸63は底壁部52の上面に開口する軸孔(図示せず)に挿入され、これにより、第1支持部材53は第1回動軸63周りに回動可能となっている。また、ベース部61において、起立部62を境界として区分けされる2つの部位のうち、第1回動軸63が設けられる部位とは異なる部位には、第1回動軸63を中心とした所定の円弧に沿って長孔65が形成されている。第1支持部材53を所要の回動位置で固定する位置調整ねじ66は、長孔65に挿し通された状態で、底壁部52の上面に開口するねじ孔67に嵌め合わされる。
In the
第2支持部材54は、第1支持部材53の起立部62の一側面に摺動自在に重なる略方形平板状の本体部71を有する。この本体部71における起立部62の反対側には、第1のダイクロイックミラー14が装着されるミラー装着部72が設けられている。ミラー装着部72は、少なくとも反射面14a(図1参照)における緑色レーザの反射および入射面14b(図1参照)における青色レーザの透過を阻害しないように、第1のダイクロイックミラー14の周縁(ここでは、右側縁および上縁の一部)を支持する。
The
本体部71には、図7に示すように、第1支持部材53の起立部62側において当該起立部62と直交する方向に突出するように第2回動軸73が設けられている。この第2回動軸73は、起立部62に形成された軸孔74に挿入され、これにより、第2支持部材54は第2回動軸73周りに回動可能となっている。また、起立部62には、第2回動軸73を中心とした所定の円弧に沿って長孔75が形成されている。第2支持部材54を所要の回動位置で固定する位置調整ねじ76は、長孔75に挿し通された状態で、本体部71の右側面に開口するねじ孔77に嵌め合わされる。
As shown in FIG. 7, the
第1のダイクロイックミラー14は、方形平板状をなし、第1支持部材53のベース部61と第2支持部材54の本体部71とにそれぞれ直交した状態で第2支持部材54に固定される。第1のダイクロイックミラー14は、図6に示すように、その前後方向の中心かつ左右方向の中心を第1回動軸63の中心軸線C1が貫くように配置され、また、その前後方向の中心かつ上下方向の中心を第2回動軸73の中心軸線C2が貫くように配置される。
The first
図8および図9はそれぞれミラー支持装置51による緑色レーザ光の光軸調整方法を説明する平面図および斜視図であり、図10は緑色レーザ光の光軸調整によるスクリーンS上における緑色レーザ光の投射位置の変化を示す説明図である。
FIGS. 8 and 9 are a plan view and a perspective view, respectively, for explaining a method of adjusting the optical axis of the green laser light by the
緑色レーザ光の光軸調整では、まず、図8中の矢印Aに示すように、第2支持部材54を固定した状態で第1支持部材53を第1回動軸63周りに回動させる。この回動操作は、位置調整ねじ66を一旦緩めて行われる。ここで、長孔65の長手方向の長さは、光軸調整作業を容易とするために、緑色レーザ光の光軸調整に必要とされる回動範囲に応じて設定されている。第1支持部材53の回動は、位置調整ねじ66の軸部が長孔65の長手方向における2つの端縁の一方に当接することにより規制される。
In the adjustment of the optical axis of the green laser beam, first, the
上記第1支持部材53の回動操作により、緑色レーザ光の光軸に対する第1のダイクロイックミラー14における反射面14aの角度が変化する。これにより、図8中の2点鎖線で示すように、緑色レーザ光源装置2から出射された緑色レーザ光Lgは、水平方向(図1,図8の紙面に沿った方向)における反射方向(角度)が変更される。この緑色レーザ光の反射方向の変化により、緑色レーザ光の経路(空間光変調器5に対する緑色レーザ光の入射位置等)が変化し、その結果、図10に示すように、スクリーンS上の緑色レーザ光(より詳細には、スクリーンS上に投射される緑色レーザ光に基づく画像の位置)を左右方向(図1の紙面に沿った方向)に変位させることが可能となる。このような緑色レーザ光の光軸調整(ここでは、第1支持部材53の回動位置の調整)により、緑色レーザ光をスクリーンS上の左右方向における適正位置(通常は左右方向の中心)に投射することができる。
The angle of the reflecting
次に、図9中の矢印Bに示すように、第2支持部材54を第2回動軸73周りに回動させる。この回動操作は、位置調整ねじ76を一旦緩めて行われる。ここで、長孔75の長手方向の長さは、光軸調整作業を容易とするために、緑色レーザ光の光軸調整に必要とされる回動範囲に応じて設定されている。第2支持部材54の回動は、位置調整ねじ76の軸部が長孔75の長手方向における2つの端縁の一方に当接することにより規制される。
Next, as shown by an arrow B in FIG. 9, the
上記第2支持部材54の回動操作により、緑色レーザ光の光軸に対する第1のダイクロイックミラー14における反射面14aの角度が変化する。これにより、図9中の2点鎖線で示すように、緑色レーザ光Lgは、上下方向(図1の紙面に直交する方向)における反射方向が変更される。この緑色レーザ光の反射方向の変化により、緑色レーザ光の経路が変化し、その結果、図10に示すように、スクリーンS上の緑色レーザ光を上下方向(図1の紙面に直交する方向)に変位させることが可能となる。このような緑色レーザ光の光軸調整(ここでは、第2支持部材54の回動位置を調整)により、緑色レーザ光をスクリーンS上の左右方向における適正位置(通常は左右方向の中心)に投射することができる。
The angle of the reflecting
このように、第1実施形態に係る画像表示装置では、ミラー支持装置51によって第1回動軸63および第2回動軸73周りに第1のダイクロイックミラー14を回動させて緑色レーザ光の反射方向を変更する構成としたため、緑色レーザ光源装置2については、赤色レーザ光源装置3や青色レーザ光源装置4のような取付位置の調整が必要なく、緑色レーザ光の光軸を調整することが可能となる。
As described above, in the image display device according to the first embodiment, the first
なお、上記のような緑色レーザ光源装置2の光軸調整は、少なくとも青色レーザ光源装置4の光軸調整(ホルダ26の取付位置の調整)よりも前に行う必要がある。これは、第1のダイクロイックミラー14の変位が、これを透過する青色レーザ光の屈折角に影響を及ぼさないようにするためである。また、赤色レーザ光源装置3の光軸調整(ホルダ25の取付位置の調整)は、緑色レーザ光源装置2の光軸調整の前、緑色レーザ光源装置2と青色レーザ光源装置4の光軸調整の間、或いは、青色レーザ光源装置4の光軸調整の後に実施することができる。
The optical axis adjustment of the green laser
図11は画像表示装置1をノート型の情報処理装置81に内蔵した例を示す斜視図である。情報処理装置81の筐体82には、画像表示装置1が出没自在に格納される収容スペースが、キーボードの裏面側に形成されており、不使用時には画像表示装置1が筐体82内に収容され、使用時には画像表示装置1が筐体82から引き出されて、画像表示装置1を回動自在に支持するベース部83に対して画像表示装置1を所要の角度に回動させることで、画像表示装置1からのレーザ光をスクリーンに投射させることができる。
FIG. 11 is a perspective view showing an example in which the
また、前記の例では、緑色レーザ光源装置2のレーザチップ41、レーザ媒体34、および波長変換素子35がそれぞれ、波長808nmの励起用レーザ光、波長1064nmの基本波長レーザ光(赤外レーザ光)、および波長532nmの半波長レーザ光(緑色レーザ光)を出力するものとしたが、本発明はこれに限定されるものではない。最終的に緑色レーザ光源装置2から出力されるレーザ光が緑色と認識できるものであればよく、例えばピーク波長が500nm〜560nmの範囲となる波長領域のレーザ光を出力するようにするとよい。
In the above example, the
(第2実施形態)
図12は本発明の第2実施形態に係る画像表示装置1の緑色レーザ光源装置2の取付構造を示す斜視図あり、図13および図14はそれぞれ第2実施形態に係るミラー支持装置51の斜視図および分解斜視図である。図12〜図14において、第1実施形態と同様の構成要素については同一の符号が付されている。また、第2実施形態に関し、以下で特に言及しない事項については、第1実施形態の場合と同様として詳細な説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 12 is a perspective view showing a mounting structure of the green laser
図12に示すように、筐体21の取付板22において、基台38の各ねじ孔91にそれぞれ対応する位置に配置された貫通孔92は、少なくとも緑色レーザ光源装置2から出射する緑色レーザ光の光軸と交差する一軸方向(ここでは、上下方向)に延在する長孔として設けられている。緑色レーザ光源装置2の締結用ねじ93は、各貫通孔92に挿し通された状態で、ねじ孔91に嵌め合わされる。
As shown in FIG. 12, in the mounting
上記構成においては、緑色レーザ光源装置2の取付位置は、締結用ねじ93の軸部と貫通孔92との隙間が許容する範囲において、一軸方向(上下方向)に調整可能であり、これにより、緑色レーザ光の光軸を上下方向(図1の紙面に直交する第1の方向)に変位(ここでは、平行移動)させることができる。その結果、図9に関して上述したダイクロイックミラー14における反射面14aの水平方向の角度変化と同様の効果が得られ、図10に関して上述したように、スクリーンS上の緑色レーザ光を上下方向に変位させることが可能となる。
In the above configuration, the mounting position of the green laser
また、図13および図14に示すように、第1のダイクロイックミラー14を支持するミラー支持装置51は、筐体の底壁部の上面に対して摺動自在に置かれた平板状のベース部101と、このベース部101の上面中央部から上方に突出するように設けられたミラー装着部102とを有する。
As shown in FIGS. 13 and 14, the
ベース部101の底部からは、その下面と直交する方向に突出するように第1回動軸63が設けられている。第1回動軸63の中心軸線C1は、第1のダイクロイックミラー14における前後方向の中心かつ左右方向の中心を貫く。第1回動軸63は、筐体の底壁部の上面に開口する軸孔(図示せず)に挿入され、これにより、ミラー支持装置51は第1回動軸63周りに回動可能となっている。図13中では図示しないが、ベース部101における第1のダイクロイックミラー14の後方には、上述の図6中の長孔65と同様の長孔(図6,図7中の長孔65参照)が形成されており、図6中の位置調整ねじ66と同様の位置調整ねじの締め付けによりミラー支持装置51を所要の回動位置で固定可能である。
A
上記ミラー支持装置51の回動操作により、緑色レーザ光の反射方向が変更されるため、緑色レーザ光の光軸を左右方向(図1の紙面に沿った第2の方向)に変位させることができる。その結果、図8に関して上述したダイクロイックミラー14における反射面14aの上下方向の角度変化と同様の効果が得られ、図10に関して上述したように、スクリーンS上の緑色レーザ光を左右方向に変位させることが可能となる。
Since the reflection direction of the green laser light is changed by the turning operation of the
このように、第2実施形態に係る画像表示装置では、緑色レーザ光源装置2を筐体21に対して一軸方向に位置調整可能に設けると共に、ミラー支持装置51によって第1のダイクロイックミラー14を第1回動軸63周りに回動させる構成としたため、緑色レーザ光源装置2の取付構造を複雑にすることなく、緑色レーザ光の光軸を調整することが可能となる。また、ミラー支持装置51は、一軸周りに第1のダイクロイックミラー14を回動させる構成であるため、第1実施形態の場合のように2つの位置調整ねじ66,67を操作する必要はなく、狭い筐体21内にあっても調整作業が容易であるという利点もある。
As described above, in the image display device according to the second embodiment, the green laser
本発明について特定の実施形態に基づいて説明したが、これらの実施形態はあくまでも例示であって、本発明はこれらの実施形態によって限定されるものではない。例えば、第1実施形態において、ミラー支持装置における第1回動軸および第2回動軸は、少なくとも緑色レーザ光の光軸を上記と同様に調整可能な限りにおいて、任意の方向に延在させることができ、また、互いに直交する必要もない。なお、上記実施形態に示した本発明に係る画像表示装置の各構成要素は、必ずしも全てが必須ではなく、少なくとも本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。 Although the present invention has been described based on specific embodiments, these embodiments are merely examples, and the present invention is not limited to these embodiments. For example, in the first embodiment, the first rotation shaft and the second rotation shaft in the mirror support device extend in any direction as long as at least the optical axis of the green laser light can be adjusted in the same manner as described above. And need not be orthogonal to each other. It should be noted that all the components of the image display device according to the present invention shown in the above-described embodiments are not necessarily essential, and can be appropriately selected as long as they do not depart from the scope of the present invention.
本発明に係る画像表示装置は、緑色レーザ光源装置の取付構造を複雑にすることなく、緑色レーザ光の光軸を簡易な操作で調整可能とし、光源として半導体レーザを用いたレーザ光源装置を備えた画像表示装置として有用である。 An image display device according to the present invention includes a laser light source device that can adjust the optical axis of green laser light with a simple operation without complicating the mounting structure of the green laser light source device, and uses a semiconductor laser as a light source. It is useful as an image display device.
1 画像表示装置
2 緑色レーザ光源装置
3 赤色レーザ光源装置
4 青色レーザ光源装置
5 空間光変調器
14 第1のダイクロイックミラー(光学素子)
15 第2のダイクロイックミラー
21 筐体
21a 本体部
22 取付板(取付部)
51 ミラー支持装置(光学素子支持装置)
53 第1支持部材
54 第2支持部材
63 第1回動軸
73 第2回動軸
S スクリーン
DESCRIPTION OF
15 Second
51 Mirror support device (optical element support device)
53
本発明の画像表示装置は、半導体レーザを光源として用いる画像表示装置であって、励起用レーザ光を出力する半導体レーザと、前記励起用レーザ光により励起された赤外レーザ光の波長を変換して緑色レーザ光を出力する波長変換素子と、前記赤外レーザ光を共振する共振器とを少なくとも有する緑色レーザ光源装置と、前記緑色レーザ光源装置から入射した前記緑色レーザ光を映像信号に基づき変調する空間光変調器と、前記緑色レーザ光源装置と前記空間光変調器との間の経路に配置され、前記緑色レーザ光を反射させて前記空間光変調器側に導く光学素子と、前記光学素子を支持する光学素子支持装置と、前記緑色レーザ光源装置、前記空間光変調器、及び前記光学素子支持装置が取り付けられた筐体とを備え、前記緑色レーザ光源装置は、前記筐体への取付位置において、当該緑色レーザ光源装置から出力される前記緑色レーザ光の光軸と交差する一軸方向に移動することにより、前記緑色レーザ光の光軸を第1の方向に変位可能とし、前記光学素子支持装置は、前記筐体または当該光学素子支持装置のいずれか一方に設けられた回動軸および他方に設けられた軸穴により前記筐体に対して回動自在に取り付けられ、前記光学素子を保持した状態で前記回動軸周りに回動することにより、前記緑色レーザ光の光軸を前記第1の方向と交差する第2の方向に変位可能とすることを特徴とする。
An image display device according to the present invention is an image display device using a semiconductor laser as a light source, and converts a wavelength of an infrared laser beam excited by the semiconductor laser that outputs the excitation laser beam and the excitation laser beam. A green laser light source device having at least a wavelength conversion element for outputting green laser light and a resonator for resonating the infrared laser light, and modulating the green laser light incident from the green laser light source device based on a video signal A spatial light modulator, an optical element disposed in a path between the green laser light source device and the spatial light modulator, and reflecting the green laser light and guiding it to the spatial light modulator side, and the optical element An optical element supporting device for supporting the green laser light source device, the green laser light source device, the spatial light modulator, and a housing to which the optical element supporting device is attached. Location, in the mounting position to the housing, by moving in one axial direction intersecting the optical axis of the green laser light output from the green laser light source device, the optical axis of the first of the green laser beam The optical element support device is pivotable with respect to the housing by a pivot shaft provided in either the housing or the optical element support device and a shaft hole provided in the other. The optical axis of the green laser beam can be displaced in a second direction intersecting the first direction by rotating freely around the rotation axis while being freely attached and holding the optical element. It is characterized by that.
上記課題を解決するためになされた第1の発明は、半導体レーザを光源として用いる画像表示装置であって、励起用レーザ光を出力する半導体レーザと、前記励起用レーザ光により励起された赤外レーザ光の波長を変換して緑色レーザ光を出力する波長変換素子と、前記赤外レーザ光を共振する共振器とを少なくとも有する緑色レーザ光源装置と、前記緑色レーザ光源装置から入射した前記緑色レーザ光を映像信号に基づき変調する空間光変調器と、前記緑色レーザ光源装置と前記空間光変調器との間の経路に配置され、前記緑色レーザ光を反射させて前記空間光変調器側に導く光学素子と、前記光学素子を支持する光学素子支持装置と、前記緑色レーザ光源装置、前記空間光変調器、及び前記光学素子支持装置が取り付けられた筐体とを備え、前記緑色レーザ光源装置は、前記筐体への取付位置において、当該緑色レーザ光源装置から出力される前記緑色レーザ光の光軸と交差する一軸方向に移動することにより、前記緑色レーザ光の光軸を第1の方向に変位可能とし、前記光学素子支持装置は、前記筐体または当該光学素子支持装置のいずれか一方に設けられた回動軸および他方に設けられた軸穴により前記筐体に対して回動自在に取り付けられ、前記光学素子を保持した状態で前記回動軸周りに回動することにより、前記緑色レーザ光の光軸を前記第1の方向と交差する第2の方向に変位可能とする構成とする。 A first invention made to solve the above-described problem is an image display device using a semiconductor laser as a light source, a semiconductor laser that outputs excitation laser light, and an infrared excited by the excitation laser light A green laser light source device having at least a wavelength conversion element that converts the wavelength of the laser light and outputs green laser light; a resonator that resonates the infrared laser light; and the green laser incident from the green laser light source device A spatial light modulator that modulates light based on a video signal, and a path between the green laser light source device and the spatial light modulator, reflects the green laser light and guides it to the spatial light modulator side. An optical element, an optical element support device that supports the optical element, a green laser light source device, the spatial light modulator, and a housing to which the optical element support device is attached. , The green laser light source device, the at mounting position of the housing, by moving in one axial direction intersecting the optical axis of the green laser light output from the green laser light source device, the light of the green laser beam The shaft is displaceable in a first direction, and the optical element support device includes a rotation shaft provided in either the case or the optical element support device and a shaft hole provided in the other case. A second direction that intersects the optical axis of the green laser light with the first direction by rotating about the rotation axis while holding the optical element. To be displaceable.
Claims (2)
赤外レーザ光の波長を変換して緑色レーザ光を出力する緑色レーザ光源装置と、
前記緑色レーザ光源装置から入射した前記緑色レーザ光を映像信号に基づき変調する空間光変調器と、
前記緑色レーザ光源装置と前記空間光変調器との間の経路に配置され、前記緑色レーザ光を反射させて前記空間光変調器側に導く光学素子と、
前記光学素子を支持する光学素子支持装置と、
前記緑色レーザ光源装置、前記空間光変調器、及び前記光学素子支持装置が取り付けられた筐体と
を備え、
前記緑色レーザ光源装置は、前記筐体に対して一軸方向に移動することにより、前記緑色レーザ光の光軸を第1の方向に変位可能とし、
前記光学素子支持装置は、前記光学素子を保持した状態で一軸周りに回動することにより、前記緑色レーザ光の光軸を前記第1の方向と交差する第2の方向に変位可能とすることを特徴とする画像表示装置。 An image display device using a semiconductor laser as a light source,
A green laser light source device that converts the wavelength of infrared laser light and outputs green laser light;
A spatial light modulator that modulates the green laser light incident from the green laser light source device based on a video signal;
An optical element that is disposed in a path between the green laser light source device and the spatial light modulator, and reflects the green laser light and guides the green laser light to the spatial light modulator side;
An optical element support device for supporting the optical element;
A housing to which the green laser light source device, the spatial light modulator, and the optical element support device are attached;
The green laser light source device is capable of displacing the optical axis of the green laser light in a first direction by moving in a uniaxial direction with respect to the housing.
The optical element support device is configured to be able to displace the optical axis of the green laser light in a second direction intersecting the first direction by rotating around one axis while holding the optical element. An image display device characterized by the above.
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