JP2560703B2 - カラ−画像表示装置 - Google Patents
カラ−画像表示装置Info
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- JP2560703B2 JP2560703B2 JP61299752A JP29975286A JP2560703B2 JP 2560703 B2 JP2560703 B2 JP 2560703B2 JP 61299752 A JP61299752 A JP 61299752A JP 29975286 A JP29975286 A JP 29975286A JP 2560703 B2 JP2560703 B2 JP 2560703B2
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- Japan
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- laser light
- light
- screen
- color image
- optical waveguide
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- Video Image Reproduction Devices For Color Tv Systems (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明はカラー画像を表示するためのカラー画像表示
装置に関するものである。
装置に関するものである。
従来技術およびその問題点 カラー画像を表示するためのカラー画像表示装置とし
ては、CRT方式や液晶シャッタ方式が用いられている。C
RT方式は、ブラウン管内のスクリーンに沿ってマトリク
ス状に多数配置された複数種類の蛍光体発光素子に電子
線を選択的に照射して発光させるものであるため、画像
の高い解像度が得られなかった。また、液晶シャッタ方
式も同様に、互いに直交する方向へ延びる多数本の帯状
電極間のシャッタ用液晶を挟んで構成するものであるた
め、画像の高い解像度が得られなかった。
ては、CRT方式や液晶シャッタ方式が用いられている。C
RT方式は、ブラウン管内のスクリーンに沿ってマトリク
ス状に多数配置された複数種類の蛍光体発光素子に電子
線を選択的に照射して発光させるものであるため、画像
の高い解像度が得られなかった。また、液晶シャッタ方
式も同様に、互いに直交する方向へ延びる多数本の帯状
電極間のシャッタ用液晶を挟んで構成するものであるた
め、画像の高い解像度が得られなかった。
上記に対し、波長が異なる３種類のレーザ光をそれぞ
れ出力するレーザ光源と、３原色に対応した波長の３種
類の光を用意するために、前記レーザ光源から出力され
た３種類のレーザ光の少なくとも一つの波長を変換する
少なくとも一つの波長変換素子と、前記３原色に対応し
た波長の３種類の光をスクリーン上において二次元的に
走査させる偏向手段と、前記スクリーン上にて走査させ
る３種類の光をスイッチングすることによりスクリーン
上にカラー画像を表示する表示制御装置とにより構成さ
れるカラー画像表示装置が提案されている。
れ出力するレーザ光源と、３原色に対応した波長の３種
類の光を用意するために、前記レーザ光源から出力され
た３種類のレーザ光の少なくとも一つの波長を変換する
少なくとも一つの波長変換素子と、前記３原色に対応し
た波長の３種類の光をスクリーン上において二次元的に
走査させる偏向手段と、前記スクリーン上にて走査させ
る３種類の光をスイッチングすることによりスクリーン
上にカラー画像を表示する表示制御装置とにより構成さ
れるカラー画像表示装置が提案されている。
このような方式のカラー画像表示装置において、上記
CRT方式や、液晶シャッタ方式などに比較して、単位面
積当たりの画素数（蛍光体発光素子数或いは帯状電極間
に挟まれた液晶数）による制限が解消されるので、カラ
ー画像の高い解像度が得られるのである。
CRT方式や、液晶シャッタ方式などに比較して、単位面
積当たりの画素数（蛍光体発光素子数或いは帯状電極間
に挟まれた液晶数）による制限が解消されるので、カラ
ー画像の高い解像度が得られるのである。
このようなカラー画像表示装置においては、用意され
た３原色に対応した波長の３種類の光をスクリーン上に
おいて二次元的に走査するために、それら３種類の光を
１つの光路に合成するように構成されており、かかる合
成のためにはそれぞれの光の光強度が同じである必要が
ある。しかしながら、波長の変換において波長の変換効
率は光の強度に比例するものであるが、従来ではレーザ
光を波長変換素子により効率よく変換させることができ
ず、波長変換素子において波長を変換させる光の強度を
充分に得ることができないために、変換後に出力される
光の強度が小さくなり、３種類のレーザ光の光強度がば
らついてしまうことがあった。そのため、波長の変換に
より光強度が小さくならないように、光強度の大きなレ
ーザ光源が必要になるという欠点があった。
た３原色に対応した波長の３種類の光をスクリーン上に
おいて二次元的に走査するために、それら３種類の光を
１つの光路に合成するように構成されており、かかる合
成のためにはそれぞれの光の光強度が同じである必要が
ある。しかしながら、波長の変換において波長の変換効
率は光の強度に比例するものであるが、従来ではレーザ
光を波長変換素子により効率よく変換させることができ
ず、波長変換素子において波長を変換させる光の強度を
充分に得ることができないために、変換後に出力される
光の強度が小さくなり、３種類のレーザ光の光強度がば
らついてしまうことがあった。そのため、波長の変換に
より光強度が小さくならないように、光強度の大きなレ
ーザ光源が必要になるという欠点があった。
本発明は以上の事情を背景として為されたものであ
り、その要旨とするところは、カラー画像をスクリーン
上に表示するための装置であって、（ａ）波長が異なる
３種類のレーザ光をそれぞれ出力するレーザ光源と、
（ｂ）基板の一面において周囲よりも高い屈折率で一方
向に設けられた光導波路を備え、３原色に対応した波長
の３種類の光を用意するために、前記レーザ光源から出
力された３種類のレーザ光の少なくとも一つの波長を変
換して、上記光導波路に対して一定の角度で変換後のレ
ーザ光を出力する少なくとも一つの光導波路型波長変換
素子と、（Ｃ）前記３原色に対応した波長の３種類の光
を前記スクリーン上において二次元的に走査させる偏向
手段と、（ｄ）前記スクリーン上にて走査させる３種類
の光をスイッチングすることによりスクリーン上にカラ
ー画像を表示する表示制御装置と、を含むことにある。
り、その要旨とするところは、カラー画像をスクリーン
上に表示するための装置であって、（ａ）波長が異なる
３種類のレーザ光をそれぞれ出力するレーザ光源と、
（ｂ）基板の一面において周囲よりも高い屈折率で一方
向に設けられた光導波路を備え、３原色に対応した波長
の３種類の光を用意するために、前記レーザ光源から出
力された３種類のレーザ光の少なくとも一つの波長を変
換して、上記光導波路に対して一定の角度で変換後のレ
ーザ光を出力する少なくとも一つの光導波路型波長変換
素子と、（Ｃ）前記３原色に対応した波長の３種類の光
を前記スクリーン上において二次元的に走査させる偏向
手段と、（ｄ）前記スクリーン上にて走査させる３種類
の光をスイッチングすることによりスクリーン上にカラ
ー画像を表示する表示制御装置と、を含むことにある。
このようにすれば、レーザ光源から出力された３種類
のレーザ光の少なくとも一つの波長が、基板の一面にお
いて周期よりも高い屈折率で一方向に設けられた光導波
路を備えた光導波路型波長変換素子により変換され、そ
の光導波路に対して一定の角度で変換後のレーザ光が出
力されることにより、３原色に対応した波長の光がそれ
ぞれ用意されて、それら３原色に対応した波長の三種類
の光が偏向手段によりスクリーン上において２次元的に
走査させられるとともに、表示制御装置によりスイッチ
ングされることによって、スクリーン上にカラー画像が
形成される。ここで、光導波路型波長変換素子では、入
射されたレーザ光は屈折率の高い光導波路側へ曲げられ
ることにより光導波路内に導波されるので、レーザ光の
波長を効率良く変換してから光導波路に対して一定の角
度で出力する。そのため、波長の変換後に出力される光
の強度を変換前の光強度に近づけることができるので、
レーザ光源として小型で安価なものを採用することがで
きる。
のレーザ光の少なくとも一つの波長が、基板の一面にお
いて周期よりも高い屈折率で一方向に設けられた光導波
路を備えた光導波路型波長変換素子により変換され、そ
の光導波路に対して一定の角度で変換後のレーザ光が出
力されることにより、３原色に対応した波長の光がそれ
ぞれ用意されて、それら３原色に対応した波長の三種類
の光が偏向手段によりスクリーン上において２次元的に
走査させられるとともに、表示制御装置によりスイッチ
ングされることによって、スクリーン上にカラー画像が
形成される。ここで、光導波路型波長変換素子では、入
射されたレーザ光は屈折率の高い光導波路側へ曲げられ
ることにより光導波路内に導波されるので、レーザ光の
波長を効率良く変換してから光導波路に対して一定の角
度で出力する。そのため、波長の変換後に出力される光
の強度を変換前の光強度に近づけることができるので、
レーザ光源として小型で安価なものを採用することがで
きる。
実施例 以下、本発明の一実施例を示す図面に基づいて詳細に
説明する。
説明する。
第１図において、第１レーザ光源10はたとえば波長0.
63μｍの赤色レーザ光を出力するHe−Ne（ヘリウム−ネ
オン）レーザである。この波長0.63μｍの赤色レーザ光
は、変調器12を通して第１ハーフミラー14へ送られる。
また、第２レーザ光源16はたとえば波長1.06μｍのレー
ザ光を出力するYAG（イットリウム−アルミニウム−ガ
リウム）レーザである。その波長1.06μｍのレーザ光
は、変調器18およびSHG素子20を通して第２ハーフミラ
ー22へ送られる。さらに、第３レーザ光源24はたとえば
波長0.86μｍのレーザ光を出力する半導体レーザ素子で
ある。その波長0.86μｍのレーザ光は、SHG素子26を通
してミラー28へ送られる。なお、上記SHG素子20および2
6の前後にはビームの拡がりを防止するレンズ30がそれ
ぞれ設けられている。
63μｍの赤色レーザ光を出力するHe−Ne（ヘリウム−ネ
オン）レーザである。この波長0.63μｍの赤色レーザ光
は、変調器12を通して第１ハーフミラー14へ送られる。
また、第２レーザ光源16はたとえば波長1.06μｍのレー
ザ光を出力するYAG（イットリウム−アルミニウム−ガ
リウム）レーザである。その波長1.06μｍのレーザ光
は、変調器18およびSHG素子20を通して第２ハーフミラ
ー22へ送られる。さらに、第３レーザ光源24はたとえば
波長0.86μｍのレーザ光を出力する半導体レーザ素子で
ある。その波長0.86μｍのレーザ光は、SHG素子26を通
してミラー28へ送られる。なお、上記SHG素子20および2
6の前後にはビームの拡がりを防止するレンズ30がそれ
ぞれ設けられている。
上記変調器12および18は、第１レーザ光源10および第
２レーザ光源16から出力されるレーザ光をスイッチング
するためのものであって、たとえば音響光学効果や電気
光学効果を利用した光シャッタ、或いは液晶を利用した
光シャッタによって構成されている。第３レーザ光源24
はそれ自体の出力光をスイッチングできる半導体レーザ
素子から構成されているので、その出力光をスイッチン
グするための変調器は設けられていない。
２レーザ光源16から出力されるレーザ光をスイッチング
するためのものであって、たとえば音響光学効果や電気
光学効果を利用した光シャッタ、或いは液晶を利用した
光シャッタによって構成されている。第３レーザ光源24
はそれ自体の出力光をスイッチングできる半導体レーザ
素子から構成されているので、その出力光をスイッチン
グするための変調器は設けられていない。
また、前記SHG素子20および26は、たとえば第２図お
よび第３図に示すように構成された第２高調波発生素子
であって、本実施例の波長変換素子として機能する。こ
のSHG素子20および26は、通常、LiNbO3やBa2NaNb5O15な
どの単結晶からなる基板32と、安息香酸若しくは燐酸を
用いたプロトン交換によってその基板32の一面において
周囲よりも高い屈折率で一方向に設けられた光導波路34
とを備えている。その光導波路34にたとえば波長1.06μ
mmのYAGレーザ光を導波すると波長が1/2の出力光（第２
光調波）36が光導波路34に対して一定の角度で出力され
るのである。したがって、第２レーザ光源16の出力光は
SHG素子20によって波長0.53μｍの緑色光とされる。ま
た、第３レーザ光源24の出力光はSHG素子26によって波
長0.43μｍの青色光とされる。
よび第３図に示すように構成された第２高調波発生素子
であって、本実施例の波長変換素子として機能する。こ
のSHG素子20および26は、通常、LiNbO3やBa2NaNb5O15な
どの単結晶からなる基板32と、安息香酸若しくは燐酸を
用いたプロトン交換によってその基板32の一面において
周囲よりも高い屈折率で一方向に設けられた光導波路34
とを備えている。その光導波路34にたとえば波長1.06μ
mmのYAGレーザ光を導波すると波長が1/2の出力光（第２
光調波）36が光導波路34に対して一定の角度で出力され
るのである。したがって、第２レーザ光源16の出力光は
SHG素子20によって波長0.53μｍの緑色光とされる。ま
た、第３レーザ光源24の出力光はSHG素子26によって波
長0.43μｍの青色光とされる。
上記のようにして得られた３原色光、すなわち赤色
光、緑色光、および青色光は、第１ハーフミラー14にお
いて１つの光路に合成された後、垂直偏向器38および水
平偏向器40を通過することによって垂直方向および水平
方向に偏向され、白色などのスクリーン42上において二
次元的に走査される。上記垂直偏向器38は、水平な一軸
まわりに回動可能に固定されたミラー44と、このミラー
44を駆動することにより反射光をスクリーン42の縦方向
へ偏向させるアクチュエータ46とを備えている。また、
水平偏向器40は、垂直な一軸まわりに回動可能に固定さ
れたミラー48と、このミラー48を駆動することにより反
射光をスクリーン42の横方向へ偏向させるアクチュエー
タ50とを備えている。なお、上記垂直偏向器38および水
平偏向器40間には、レーザ光を適当に収束させるレンズ
系52が備えられている。
光、緑色光、および青色光は、第１ハーフミラー14にお
いて１つの光路に合成された後、垂直偏向器38および水
平偏向器40を通過することによって垂直方向および水平
方向に偏向され、白色などのスクリーン42上において二
次元的に走査される。上記垂直偏向器38は、水平な一軸
まわりに回動可能に固定されたミラー44と、このミラー
44を駆動することにより反射光をスクリーン42の縦方向
へ偏向させるアクチュエータ46とを備えている。また、
水平偏向器40は、垂直な一軸まわりに回動可能に固定さ
れたミラー48と、このミラー48を駆動することにより反
射光をスクリーン42の横方向へ偏向させるアクチュエー
タ50とを備えている。なお、上記垂直偏向器38および水
平偏向器40間には、レーザ光を適当に収束させるレンズ
系52が備えられている。
第４図に示すように、コントローラ54によって、前記
変調器12、18、および第３レーザ光源24がスイッチング
させられるとともに、垂直偏向器38および水平偏向器40
の偏向角度が変化させられることにより、カラー画像が
スクリーン42上に形成されるようになっている。たとえ
ば、コントローラ54は垂直偏向器38および水平偏向器40
の偏向角度を周期的に変化させることによりレーザ光を
スクリーン42上において二次元的に走査させつつ、変調
器12、18、および第３レーザ光源24をスイッチングさせ
ることにより、３原色の波長に対応した３種類の光に基
づいて、図示しない装置から供給される画像信号SGが表
すカラー画像をスクリーン42上に形成するのである。し
たがって、コントローラ54は本実施例の表示制御装置と
して機能する。
変調器12、18、および第３レーザ光源24がスイッチング
させられるとともに、垂直偏向器38および水平偏向器40
の偏向角度が変化させられることにより、カラー画像が
スクリーン42上に形成されるようになっている。たとえ
ば、コントローラ54は垂直偏向器38および水平偏向器40
の偏向角度を周期的に変化させることによりレーザ光を
スクリーン42上において二次元的に走査させつつ、変調
器12、18、および第３レーザ光源24をスイッチングさせ
ることにより、３原色の波長に対応した３種類の光に基
づいて、図示しない装置から供給される画像信号SGが表
すカラー画像をスクリーン42上に形成するのである。し
たがって、コントローラ54は本実施例の表示制御装置と
して機能する。
このように、本実施例によれば、レーザ光を細く絞り
込めるために、ブラウン管内のスクリーンに沿ってマト
リクス状に多数配置された蛍光体発光素子を電子線の選
択的照射により発光させるCRT方式や、互いに直交する
方向へ延びる多数本の帯状電極間にシャッタ用液晶を挟
んで構成する液晶シャッタ方式などに比較して、単位面
積当たりの画素数（蛍光体発光素子数或いは帯状電極間
に挟まれた液晶数）による制限が解消されるので、カラ
ー画像の高い解像度が得られるのである。
込めるために、ブラウン管内のスクリーンに沿ってマト
リクス状に多数配置された蛍光体発光素子を電子線の選
択的照射により発光させるCRT方式や、互いに直交する
方向へ延びる多数本の帯状電極間にシャッタ用液晶を挟
んで構成する液晶シャッタ方式などに比較して、単位面
積当たりの画素数（蛍光体発光素子数或いは帯状電極間
に挟まれた液晶数）による制限が解消されるので、カラ
ー画像の高い解像度が得られるのである。
また、本実施例によれば、スクリーン上にカラー画像
を形成するに際して、SHG素子20、26では、入射された
レーザ光は屈折率の高い光導波路34側へ曲げられること
により光導波路34内に導波されるので、レーザ光の波長
を効率良く変換してから光導波路34に対して一定の角度
で出力する。そのため、波長の変換後に出力される光の
強度を変換前の光強度にい近づけることができるので、
レーザ光源として小型で安価なものを採用することがで
きる。
を形成するに際して、SHG素子20、26では、入射された
レーザ光は屈折率の高い光導波路34側へ曲げられること
により光導波路34内に導波されるので、レーザ光の波長
を効率良く変換してから光導波路34に対して一定の角度
で出力する。そのため、波長の変換後に出力される光の
強度を変換前の光強度にい近づけることができるので、
レーザ光源として小型で安価なものを採用することがで
きる。
以上、本発明の一実施例を図面に基づいて説明した
が、本発明はその他の態様においても適用される。
が、本発明はその他の態様においても適用される。
たとえば、前述の実施例において、SHG素子20、26
は、第２レーザ光源16および第３レーザ光源24から出力
された特有の波長の光を３原色の一つの色の光へ変換す
るためのものであるが、たとえば、第２レーザ光源16か
ら緑色のレーザ光が直接得られる場合にはSHG素子20が
除去されてもよいし、第１レーザ光源10が赤外線を出力
するものである場合には、その出力光を赤色光に変換す
るSHG素子が設けられてもよい。
は、第２レーザ光源16および第３レーザ光源24から出力
された特有の波長の光を３原色の一つの色の光へ変換す
るためのものであるが、たとえば、第２レーザ光源16か
ら緑色のレーザ光が直接得られる場合にはSHG素子20が
除去されてもよいし、第１レーザ光源10が赤外線を出力
するものである場合には、その出力光を赤色光に変換す
るSHG素子が設けられてもよい。
また、第１図の実施例において、光の損失を少なくす
るために、第１ハーフミラー14および第２ハーフミラー
22、ミラー28に替えて、偏向ビームスプリッタやダイク
ロイックミラーを用いることができる。
るために、第１ハーフミラー14および第２ハーフミラー
22、ミラー28に替えて、偏向ビームスプリッタやダイク
ロイックミラーを用いることができる。
また、スクリーン42は、白色若しくは灰色のシートや
壁面、反対側から見ることが可能な半透明のシートなど
が用いられ得る。
壁面、反対側から見ることが可能な半透明のシートなど
が用いられ得る。
また、前述の実施例の垂直偏向器38および水平偏向器
40が、ポリゴンミラー、ホログラムスキャナー、固体偏
向素子により構成されても差支えない。
40が、ポリゴンミラー、ホログラムスキャナー、固体偏
向素子により構成されても差支えない。
なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施例であ
り、本発明はその精神を逸脱しない範囲で種々変更が加
えられ得るものである。
り、本発明はその精神を逸脱しない範囲で種々変更が加
えられ得るものである。
第１図は本発明の一実施例の構成を説明する要部斜視図
である。第２図および第３図は第１図のSHG素子の構成
を説明する斜視図および正面図である。第４図は第１図
の実施例の構成を説明するブロック線図である。 10:第１レーザ光源（レーザ光源） 16:第２レーザ光源（レーザ光源） 24:第３レーザ光源（レーザ光源） 20,26:SHG素子（光導波路型波長変換素子） 32:基板 34:光導波路 38:垂直偏向器（偏向手段） 40:水平偏向器（偏向手段） 42:スクリーン 54:コントローラ（表示制御装置）
である。第２図および第３図は第１図のSHG素子の構成
を説明する斜視図および正面図である。第４図は第１図
の実施例の構成を説明するブロック線図である。 10:第１レーザ光源（レーザ光源） 16:第２レーザ光源（レーザ光源） 24:第３レーザ光源（レーザ光源） 20,26:SHG素子（光導波路型波長変換素子） 32:基板 34:光導波路 38:垂直偏向器（偏向手段） 40:水平偏向器（偏向手段） 42:スクリーン 54:コントローラ（表示制御装置）
Claims (1)
- 【請求項１】カラー画像をスクリーン上に表示するため
の装置であって、 波長が異なる３種類のレーザ光をそれぞれ出力するレー
ザ光源と、 基板の一面において周囲よりも高い屈折率で一方向に設
けられた光導波路を備え、３原色に対応した波長の３種
類の光を用意するために、前記レーザ光源から出力され
た３種類のレーザ光の少なくとも一つの波長を変換し
て、該光導波路に対して一定の角度で変換後のレーザ光
を出力する少なくとも一つの光導波路型波長変換素子
と、 前記３原色に対応した波長の３種類の光を前記スクリー
ン上において二次元的に走査させる偏向手段と、 前記スクリーン上にて走査させる３種類の光をスイッチ
ングすることにより該スクリーン上にカラー画像を表示
する表示制御装置と、 を含むことを特徴とするカラー画像表示装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61299752A JP2560703B2 (ja) | 1986-12-16 | 1986-12-16 | カラ−画像表示装置 |
| US07/104,830 US4824220A (en) | 1986-10-02 | 1987-10-02 | Device for forming an image with a laser beam |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61299752A JP2560703B2 (ja) | 1986-12-16 | 1986-12-16 | カラ−画像表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63151286A JPS63151286A (ja) | 1988-06-23 |
| JP2560703B2 true JP2560703B2 (ja) | 1996-12-04 |
Family
ID=17876545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61299752A Expired - Fee Related JP2560703B2 (ja) | 1986-10-02 | 1986-12-16 | カラ−画像表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2560703B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4895734A (ja) * | 1972-03-17 | 1973-12-07 | ||
| JPS50125635A (ja) * | 1974-03-20 | 1975-10-02 |
-
1986
- 1986-12-16 JP JP61299752A patent/JP2560703B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63151286A (ja) | 1988-06-23 |
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