JP3057252B2 - Display device - Google Patents

Display device

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JP3057252B2
JP3057252B2 JP1018734A JP1873489A JP3057252B2 JP 3057252 B2 JP3057252 B2 JP 3057252B2 JP 1018734 A JP1018734 A JP 1018734A JP 1873489 A JP1873489 A JP 1873489A JP 3057252 B2 JP3057252 B2 JP 3057252B2
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ultraviolet
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば60インチ以上の大画面を有する蛍光
体励起型のディスプレイ装置に関する。
The present invention relates to a phosphor-excited display device having a large screen of, for example, 60 inches or more.

〔発明の概要〕[Summary of the Invention]

本発明は、例えば60インチ以上の大画面を有する蛍光
体励起型のディスプレイ装置に関し、紫外レーザビーム
を発生するレーザ光源装置と、その紫外レーザビームを
変調する光変調器と、可視光を透過させる基板上に蛍光
体を被着してなるスクリーンと、その変調された紫外レ
ーザビームをそのスクリーンの蛍光体被着面上に2次元
的に走査する光偏向器とを有し、そのスクリーンの蛍光
体をその変調された紫外レーザビームで順次励起して可
視光を得るようにしたディスプレイ装置において、レー
ザ光源装置を、ネオジウムレーザと、そのネオジウムレ
ーザからのレーザビームの高調波を非線形光学効果によ
り生成する光学素子とで構成し、そのスクリーンの蛍光
体被着面上に紫外光を透過させて可視光を反射する背面
板を配したことにより、同じレーザパワーで蛍光体を励
起するための入力電力が従来よりも低くてすむと共に、
同じレーザパワーで蛍光体を励起した際に従来よりも2
倍程度以上画面が明るくなるようにしたものである。
The present invention relates to a phosphor-excited display device having a large screen of, for example, 60 inches or more, a laser light source device that generates an ultraviolet laser beam, an optical modulator that modulates the ultraviolet laser beam, and a device that transmits visible light. A screen formed by attaching a phosphor on a substrate; and an optical deflector that two-dimensionally scans the modulated ultraviolet laser beam on the phosphor attachment surface of the screen. In a display device that sequentially excites the body with the modulated ultraviolet laser beam to obtain visible light, the laser light source device generates a neodymium laser and the harmonics of the laser beam from the neodymium laser by a nonlinear optical effect. And a back plate that transmits ultraviolet light and reflects visible light on the phosphor-coated surface of the screen. , The input power for exciting the phosphor with the same laser power need be lower than conventionally,
When the phosphor is excited with the same laser power,
The screen is about twice as bright.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

テレビジョン受像機等においては、大型画面で臨場的
且つ迫力のある映像を視聴者に提供するために、より大
画面のディスプレイ装置が求められている。
2. Description of the Related Art In a television receiver or the like, a display device having a larger screen is required in order to provide a realistic and powerful video with a large screen to a viewer.

この場合、カラー陰極線管を大型化する方法では、電
子間の反発効果により輝度を上げようとすると解像度が
劣化すること及び大型の真空管の製造が困難であること
により、現状では45インチ程度の画面が限界である。
In this case, in the method of increasing the size of the color cathode ray tube, the resolution is degraded when trying to increase the brightness due to the repulsion effect between electrons, and it is difficult to manufacture a large vacuum tube. Is the limit.

また、スクリーン上に赤色、緑色及び青色の3本のレ
ーザビームを同期して直接走査することにより大画面の
カラー画像を得るようにした直接走査型のレーザディス
プレイ装置も提案されているが、このような直接走査型
のレーザディスプレイ装置には レーザビームがコヒーレントであることに起因してス
クリーン上に所謂スペックル・ノイズが観測され画面が
ちらつく、及び スクリーンに残光特性が無いことに起因して画面が暗
い という大きな欠点がある。
Further, a direct scanning type laser display device has been proposed in which a large-screen color image is obtained by directly scanning three laser beams of red, green and blue synchronously on a screen. In such a direct scan type laser display device, the so-called speckle noise is observed on the screen due to the coherent laser beam and the screen flickers, and the screen has no afterglow characteristic. The big disadvantage is that the screen is dark.

これに対して、紫外域のレーザビームを蛍光体を被着
してなるスクリーン上に2次元的に走査してその蛍光体
を順次励起し、その蛍光体から発光される可視光を視聴
者に送出するようにした蛍光体励起型のディスプレイ装
置が知られている。
On the other hand, a laser beam in the ultraviolet region is two-dimensionally scanned on a screen on which a phosphor is applied, and the phosphor is sequentially excited, and visible light emitted from the phosphor is transmitted to a viewer. 2. Description of the Related Art A phosphor-excited display device that emits light is known.

第2図は例えば特開昭53−21944号公報において開示
されている従来の蛍光体励起型のディスプレイ装置を示
し、この第2図において、(1)は発振波長351nmのAr
(アルゴン)レーザ発振器等の紫外線レーザ発生器、
(2)は電源であり、レーザ発生器(1)により生成さ
れた紫外レーザビーム(3)は光変調器(4)に入射さ
れる。(5)は変調電気信号を光変調器(4)に送出す
る信号器を示し、その変調電気信号に応じてその光変調
器(4)の中で強度変調された紫外レーザビーム(3)
は光偏向器(6)によって例えば水平及び垂直方向に2
次元的に走査される。この走査された紫外レーザビーム
(3)は2枚のミラー(7)及び(8)を介して最終的
に蛍光体(10)を塗布したスクリーン(9)の蛍光体面
を順次2次元的に走査するので、その蛍光体(10)から
は前方及び後方に夫々可視光(11a)及び(11b)が放射
される。そして、前方に放射される可視光(11a)が視
聴者(12)に達する。
Figure 2 shows a conventional phosphor excitation type display apparatus disclosed in JP-A-53-21944 for example, in the FIG. 2, (1) A r of oscillation wavelength 351nm
(Argon) UV laser generator such as laser oscillator,
(2) is a power supply, and the ultraviolet laser beam (3) generated by the laser generator (1) is incident on the optical modulator (4). (5) shows a signal device for transmitting a modulated electric signal to the optical modulator (4), and an ultraviolet laser beam (3) intensity-modulated in the optical modulator (4) according to the modulated electric signal.
Is, for example, 2 in the horizontal and vertical directions by an optical deflector (6).
Scanned dimensionally. The scanned ultraviolet laser beam (3) sequentially and two-dimensionally scans the phosphor surface of the screen (9) on which the phosphor (10) is finally applied via two mirrors (7) and (8). Therefore, visible light (11a) and (11b) are emitted from the phosphor (10) forward and backward, respectively. Then, the visible light (11a) emitted forward reaches the viewer (12).

第2図例の蛍光体励起型のディスプレイ装置によれ
ば、コヒーレント光である紫外レーザビーム(3)がイ
ンコヒーレント光である可視光(11a)に変換されてい
ると共に、蛍光体(10)には残光特性があるので、直接
走査型のレーザディスプレイ装置における上述の及び
の欠点が克服されている。
According to the phosphor-excited display device shown in FIG. 2, the ultraviolet laser beam (3), which is coherent light, is converted into visible light (11a), which is incoherent light, and the phosphor (10) Because of the persistence characteristics, the above-mentioned drawbacks and drawbacks of direct scan laser display devices are overcome.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、第2図例の従来の蛍光体励起型のディ
スプレイ装置では、スクリーン(9)を大型化して60イ
ンチ程度(対角線長さ略1.5m、面積略1m2)の大画面を
得ようとすると、エネルギー変換効率が極めて悪いため
通常許容できる入力電力では画面が極度に暗い不都合が
ある。
However, in the conventional phosphor-excited display device shown in FIG. 2, the screen (9) is enlarged to obtain a large screen of about 60 inches (a diagonal length of about 1.5 m and an area of about 1 m 2 ). However, since the energy conversion efficiency is extremely poor, there is a disadvantage that the screen is extremely dark with the input power that is usually allowable.

これを定量的に考察するに、一般に明るい室内で明瞭
に見られる画面の輝度は100fL(フットランバート)で
あるが、何とか見られる程度の輝度である50fLの輝度を
そのスクリーン(9)上で得るものとする。この場合、
1fLの輝度は1m(ルーメン)の光束が1ft2(平方フ
ィート)の完全拡散面に入射したときに得られる輝度と
して定義されるから、そのスクリーン(9)上での光束
をP,輝度をB及び面積をS[ft2]とすると、 B=P/S …(1) が成立する。60インチの画面ではS≒1m2=10.75ft2
あり、また、B=50fLと仮定されているので、 式(1)より、 光束P=538[lm] …(2) となる。更に、スクリーン(9)に塗布された蛍光体
(10)のランプ効率(出力光束/入力パワー,即ちlm/
W)を124lm/Wと仮定すると、式(2)で表現される光束
を得るためには入力するレーザパワーLの値は レーザパワーL=538/124≒4.3[W] …(3) になる。また、第2図例においては紫外線レーザ発振器
(1)として例えば発振波長351nmのArレーザ発振器が
使用されているが、このArレーザ発振器の入力電力に対
するその波長351nmへの発振効率は略0.01%に過ぎな
い。従って、式(3)のレーザパワーLを得るためにそ
のArレーザ発振器に供給する入力電力INは 入力電力IN=4.3/0.0001[W]=43[kW] …(4) となる。この値43kWの入力電力INは、通常の家庭用テレ
ビジョン受像機の入力電力(略100W)の430倍であり、
とても一般家庭において賄える電力ではない。逆に、そ
の入力電力INの値を一般家庭において賄える程度の例え
ば1kWに設定すればスクリーン(9)の輝度Bは1/40程
度となり、画面が極度に暗くなる不都合がある。
Considering this quantitatively, the luminance of a screen that can be clearly seen in a bright room is generally 100 fL (foot Lambert), but a luminance of 50 fL, which is a luminance that can be seen, is obtained on the screen (9). Shall be. in this case,
Since the brightness of 1 fL is defined as the brightness obtained when a 1 m (lumen) light beam enters a 1 ft 2 (square foot) perfect diffusion surface, the light flux on the screen (9) is P, and the brightness is B And the area is S [ft 2 ], then B = P / S (1). Since it is assumed that S 画面 1 m 2 = 10.75 ft 2 on a 60-inch screen, and B = 50 fL, the light flux P = 538 [lm] (2) from equation (1). Furthermore, the lamp efficiency (output luminous flux / input power, that is, lm / l) of the phosphor (10) applied to the screen (9)
Assuming that W) is 124 lm / W, the value of the input laser power L is 538/124 ≒ 4.3 [W] (3) in order to obtain the light flux expressed by the equation (2). . Although A r laser oscillator of the ultraviolet laser oscillator (1) for example an oscillation wavelength 351nm in the second illustrated example is used, the oscillation efficiency of the wavelength 351nm for the input power of the A r laser oscillator substantially 0.01 Only%. Therefore, the input power IN supplied to the Ar laser oscillator to obtain the laser power L of the equation (3) is as follows: input power IN = 4.3 / 0.0001 [W] = 43 [kW] (4) This 43 kW input power IN is 430 times the input power (about 100 W) of a normal home television receiver,
It is not enough power for ordinary households. Conversely, if the value of the input power IN is set to, for example, 1 kW, which can be covered by ordinary households, the brightness B of the screen (9) becomes about 1/40, and there is a problem that the screen becomes extremely dark.

本発明は斯かる点に鑑み、同じレーザパワーで蛍光体
を励起するための入力電力が従来よりも低くてすむと共
に、同じレーザパワーで蛍光体を励起した際に従来より
も明るい画面が得られるより実用的なディスプレイ装置
を提案することを目的とする。
In view of the above, the present invention requires less input power to excite the phosphor with the same laser power than before, and provides a brighter screen than before when the phosphor is excited with the same laser power. An object is to propose a more practical display device.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明によるディスプレイ装置は例えば第1図に示す
如く、紫外レーザビーム(20)を発生するレーザ光源装
置と、その紫外レーザビーム(20)を変調する光変調器
(21)と、可視光(26)を透過させる基板(27)上に蛍
光体(29R),(29G),(29B)を被着してなるスクリ
ーン(25)と、その変調された紫外レーザビーム(20)
をそのスクリーン(25)の蛍光体被着面上に2次元的に
走査する光偏向器(32)とを有し、そのスクリーン(2
5)の蛍光体(29R),(29G),(29B)をその変調され
た紫外レーザビーム(20)で順次励起して可視光(26)
を得るようにしたディスプレイ装置において、そのレー
ザ光源装置を、ネオジウムレーザ(13)と、そのネオジ
ウムレーザ(13)からのレーザビーム(14)の高調波を
非線形光学効果により生成する光学素子(15),(1
8),(19)とで構成し、そのスクリーン(25)の蛍光
体被着面上に紫外光(20)を透過させて可視光(26)を
反射する背面板(32)を配したものである。
As shown in FIG. 1, for example, a display device according to the present invention includes a laser light source device for generating an ultraviolet laser beam (20), an optical modulator (21) for modulating the ultraviolet laser beam (20), and a visible light (26). Screen (25) with phosphors (29R), (29G), and (29B) deposited on a substrate (27) that transmits light, and a modulated ultraviolet laser beam (20)
And a light deflector (32) for two-dimensionally scanning the phosphor-coated surface of the screen (25).
The phosphors (29R), (29G), and (29B) of (5) are sequentially excited by the modulated ultraviolet laser beam (20) to emit visible light (26).
In the display device, the laser light source device is composed of a neodymium laser (13) and an optical element (15) that generates a harmonic of a laser beam (14) from the neodymium laser (13) by a nonlinear optical effect. , (1
8) and (19), with a back plate (32) that transmits ultraviolet light (20) and reflects visible light (26) on the phosphor-coated surface of the screen (25). It is.

〔作用〕[Action]

斯かる本発明によれば、蛍光体(29R),(29G),
(29B)より紫外レーザビーム(20)による励起によっ
て放射される可視光の内で、背面板(32)の方向に放射
される可視光はその背面板(32)から基板(27)の方向
に反射され、その基板(27)を透過して外部へ放射され
る。従って、紫外レーザビーム(20)のレーザパワーが
従来と同じでも、スクリーン(25)上での画面の明るさ
は従来の2倍になる。
According to the present invention, the phosphors (29R), (29G),
(29B) From the visible light emitted by the excitation by the ultraviolet laser beam (20), the visible light emitted in the direction of the back plate (32) is directed from the back plate (32) to the substrate (27). The light is reflected, transmitted through the substrate (27), and emitted to the outside. Therefore, even if the laser power of the ultraviolet laser beam (20) is the same as that of the related art, the brightness of the screen on the screen (25) is twice that of the related art.

また、ネオジウムレーザ(13)からのレーザビーム
(14)の高調波が光学素子(15),(18),(19)で非
線形光学効果により生成され、その高調波が紫外レーザ
ビームとして使用されることにより、従来のようにArレ
ーザ発振器を用いる場合よりも、入力電力に対する紫外
レーザビームのレーザパワ−の比である発振効率が改善
される。従って、同じレーザパワ−で蛍光体を励起する
ための入力電力が従来よりも低くて済むようになる。
Also, harmonics of the laser beam (14) from the neodymium laser (13) are generated by the optical elements (15), (18), and (19) due to the nonlinear optical effect, and the harmonics are used as an ultraviolet laser beam. As a result, the oscillation efficiency, which is the ratio of the laser power of the ultraviolet laser beam to the input power, is improved as compared with the case where an Ar laser oscillator is used as in the related art. Therefore, the input power for exciting the phosphor with the same laser power can be lower than in the conventional case.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明によるディスプレイ装置の一実施例につ
き第1図を参照して説明しよう。本例は60インチの大画
面のテレビジョン受像機に本発明を適用したものであ
る。
Hereinafter, an embodiment of a display device according to the present invention will be described with reference to FIG. In this example, the present invention is applied to a television receiver having a large screen of 60 inches.

第1図は本例のテレビジョン受像機を示し、この第1
図において、(13)はフラッシュランプ励起方式又はレ
ーザダイオード励起方式のモードロック型Nd:YAG(ネオ
ジウム:ヤグ)レーザ発振器であり、このモードロック
型Nd:YAGレーザ発振器(13)は波長λが1.064μm(角
周波数をωとする。)の赤外域のレーザビーム(14)を
200MHz以上のパルス点灯で生成する。このレーザビーム
(14)を例えばKTP(チタノリン酸カリKTiOPO4)より成
る第1の非線形光学結晶(15)に入力して、角周波数2
ωの第2高調波(16)及び角周波数ωの基本波(17)を
生成する。そして、1/2波長板(18)によってその第2
高調波(16)の偏光面を90°回転させてその第2高調波
(16)を基本波(17)と混合した後、それら混合した第
2高調波(16)及び基本波(17)を例えばβ−BBO(B
−バリウムボーレイトBaB2O4)より成る第2の非線形光
学結晶(19)に入力して和周波数信号発生により角周波
数3ωの第3高調波(20)を発生する。この第3高調波
(20)の波長λ3は λ3=λ/3=355[nm] …(5) となるので、この第3高調波(20)を本例の紫外レーザ
ビームとして使用する。この場合、赤外域のレーザビー
ム(14)のレーザパワーLiと生成される紫外レーザビー
ム(20)のレーザパワーLoとの比は実験的に Lo/Li≒0.05=5〔%〕 …(6) であることが確かめられた。また、Nd:YAGレーザ発振器
(13)の入力電力INに対する発振波長が1.064μmのレ
ーザビーム(14)のレーザパワーの割合である発振効率
は、フラッシュランプ励起型で略2%,レーザダイオー
ド励起型で略40%である。従って、式(6)より入力電
力INに対する紫外レーザビーム(20)のレーザパワーL
の比L/INは、フラッシュランプ励起型のNd:YAGレーザ
(13)を用いた場合には L/IN≒0.02×0.05=0.1[%] …(7) となり、レーザダイオード励起型のNd:YAGレーザ(13)
を用いた場合には L/IN≒0.4×0.05=2[%] …(8) となる。従って、従来のArレーザ発振器の発振効率の略
0.01%に対して1桁〜2桁も改善されていることが分か
る。
FIG. 1 shows a television receiver of the present embodiment.
In the figure, reference numeral 13 denotes a mode-locked Nd: YAG (neodymium: YAG) laser oscillator of a flash lamp excitation type or a laser diode excitation type, and the mode-locked Nd: YAG laser oscillator (13) has a wavelength λ of 1.064. μm (angular frequency is ω) infrared laser beam (14)
Generated by pulse lighting of 200MHz or more. This laser beam (14) is input to a first nonlinear optical crystal (15) made of, for example, KTP (potassium titanophosphate KTiOPO 4 ), and an angular frequency of 2
A second harmonic (16) of ω and a fundamental (17) of angular frequency ω are generated. Then, the second wave is provided by a half-wave plate (18).
After rotating the polarization plane of the harmonic (16) by 90 ° and mixing the second harmonic (16) with the fundamental (17), the mixed second harmonic (16) and fundamental (17) are mixed. For example, β-BBO (B
And input to a second nonlinear optical crystal (19) made of barium borate (BaB 2 O 4 ) to generate a third harmonic (20) having an angular frequency of 3ω by generating a sum frequency signal. Since the wavelength λ 3 of the third harmonic (20) is λ 3 = λ / 3 = 355 [nm] (5), the third harmonic (20) is used as the ultraviolet laser beam of this example. . In this case, experimentally L o / L i ≒ 0.05 = 5 [%] is the ratio of the laser power L o of the laser power L i and ultraviolet laser beam generated (20) of the laser beam in the infrared region (14) … (6) The oscillation efficiency, which is the ratio of the laser power of the laser beam (14) having an oscillation wavelength of 1.064 μm to the input power IN of the Nd: YAG laser oscillator (13), is about 2% for the flash lamp excitation type and the laser diode excitation type. About 40%. Therefore, from the equation (6), the laser power L of the ultraviolet laser beam (20) with respect to the input power IN is
When a flash lamp pumped Nd: YAG laser (13) is used, the ratio L / IN becomes L / IN ≒ 0.02 × 0.05 = 0.1 [%] (7), and the laser diode pumped Nd: YAG laser (13)
When L is used, L / IN ≒ 0.4 × 0.05 = 2 [%] (8) Therefore, the oscillation efficiency of the conventional Ar laser oscillator
It can be seen that one to two orders of magnitude are improved with respect to 0.01%.

第1図において、その紫外レーザビーム(20)を光変
調器(21)に入力する。(22)は変調回路であり、この
変調回路(20)はテレビジョン信号の複合映像信号より
分離した赤信号R,緑信号G及び青信号Bを図示省略した
受光素子等より得られる同期信号に同期して時分割しな
がら光変調器(21)に供給する。そして、その光変調器
(21)において赤信号R,緑信号G及び青信号Bで時分割
的に強度変調された紫外レーザビーム(20)を例えば複
数のガルバノミラー又は複数のポリゴンミラーより成る
光偏向器(23)に入力して、その光偏向器(23)でその
紫外レーザビーム(20)を複合映像信号より抽出した水
平同期信号及び垂直同期信号に同期させて2次元的に走
査して走査ビーム(24)を形成する。尚、光変調器(2
1)は例えば音響光学効果素子や電気光学効果素子によ
り構成できる。
In FIG. 1, the ultraviolet laser beam (20) is input to an optical modulator (21). A modulation circuit (22) synchronizes a red signal R, a green signal G, and a blue signal B separated from a composite video signal of a television signal with a synchronization signal obtained from a light-receiving element (not shown). Then, the light is supplied to the optical modulator (21) while performing time division. The optical modulator (21) deflects the ultraviolet laser beam (20) time-divisionally modulated with the red signal R, the green signal G, and the blue signal B by, for example, a plurality of galvanometer mirrors or a plurality of polygon mirrors. Input to the optical deflector (23), and the optical deflector (23) two-dimensionally scans by synchronizing the ultraviolet laser beam (20) with the horizontal synchronization signal and the vertical synchronization signal extracted from the composite video signal. Form a beam (24). The optical modulator (2
1) can be constituted by, for example, an acousto-optic effect element or an electro-optic effect element.

(25)は所謂ビームインデックス方式で60インチ(対
角線長さ1.5m,面積略1m2)のスクリーンを示し、この
スクリーン(25)は基本的には前面ガラス(27)に赤色
蛍光体(29R),緑色蛍光体(29G)及び青色蛍光体(29
B)を夫々第1図の紙面に垂直な方向に所定ピッチで交
互にストライプ状に塗布した後、その蛍光体塗布面に背
面ガラス(32)を被着して形成する。そして、その前面
ガラス(27)の蛍光体塗布面側には予め、例えばダイク
ロイックコーティングによって紫外光を反射して可視光
を透過するコーティング膜(28)を形成しておき、それ
ら三種類の蛍光体(29R),(29G)及び(29B)の夫々
の中間部にはブラックストライプ(30)を形成する。一
方、背面ガラス(32)のその前面ガラス(27)との被着
面には予め、例えばダイクロックコーティングによって
紫外光を透過して可視光を反射するコーティング膜(3
1)を形成しておく。
(25) shows a so-called beam index type screen of 60 inches (1.5 m in diagonal length, approximately 1 m 2 in area). This screen (25) is basically a front glass (27) with a red phosphor (29R). , Green phosphor (29G) and blue phosphor (29G)
B) are applied alternately in a stripe shape at a predetermined pitch in a direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1, and then a back glass (32) is formed on the phosphor application surface. Then, a coating film (28) that reflects ultraviolet light and transmits visible light is formed on the front glass (27) on the phosphor application surface side by, for example, dichroic coating, and the three types of phosphors are formed. A black stripe (30) is formed at the intermediate part of each of (29R), (29G) and (29B). On the other hand, a coating film (3) that transmits ultraviolet light and reflects visible light by, for example, dichroic coating is applied to the surface of the back glass (32) to be attached to the front glass (27).
Form 1).

前面ガラス(27)としては通常の青板ガラス等が使用
でき、背面ガラス(32)としては白板ガラス等が使用で
きる。その背面ガラス(32)は紫外線を透過する材質よ
り形成しなければならないが、一般に波長が300nm以下
の紫外光を透過するのは高価な石英ガラス等に限定され
るのに対して、波長が300nmを超える紫外光を透過する
ものには安価な白板ガラス等がある。従って、本例のよ
うに波長が300nm以上の紫外光を使用する場合には、背
面ガラス(32)が安価に製造できる利益がある。
As the front glass (27), ordinary blue plate glass or the like can be used, and as the rear glass (32), white plate glass or the like can be used. The rear glass (32) must be formed of a material that transmits ultraviolet light. Generally, the transmission of ultraviolet light having a wavelength of 300 nm or less is limited to expensive quartz glass or the like, whereas the wavelength of 300 nm is used. Inexpensive white plate glass or the like can be used as a material that transmits ultraviolet light exceeding. Therefore, when ultraviolet light having a wavelength of 300 nm or more is used as in this example, there is an advantage that the back glass (32) can be manufactured at low cost.

第1図において、複合映像信号より分離した水平同期
信号に同期して光偏向器(23)によって走査ビーム(2
4)をスクリーン(25)に対して第1図の紙面に平面な
方向に走査すると共に、複合映像信号より分離した垂直
同期信号に同期してその走査ビーム(24)をスクリーン
(25)に対して第1図の紙面に垂直な方向に走査する。
この場合、走査ビーム(24)は光変調器(21)によって
赤信号R,緑信号G及び青信号Bに対応して点順次に強度
変調されているので、その前面ガラス(27)に塗布され
た蛍光体(29R),(29G),(29B)より発光する可視
光(26)によって視聴者(12)はカラー画像を鑑賞する
ことができる。特に、本例においては背面ガラス(32)
側に紫外光を透過して可視光を反射するコーティング膜
(31)が形成されているので、蛍光体(29R),(29
G),(29B)より発光された可視光は背面ガラス(32)
側に透過することがなく全て視聴者(12)の方向に可視
光(26)として伝えられるので、従来よりも少なくとも
2倍は画面が明るくなる利益がある。
In FIG. 1, an optical deflector (23) synchronizes a scanning beam (2) with a horizontal synchronizing signal separated from a composite video signal.
4) is scanned with respect to the screen (25) in a direction parallel to the plane of the paper of FIG. 1, and the scanning beam (24) is scanned with respect to the screen (25) in synchronization with the vertical synchronizing signal separated from the composite video signal. Scanning in a direction perpendicular to the plane of FIG.
In this case, since the scanning beam (24) is point-sequentially modulated by the light modulator (21) in accordance with the red signal R, the green signal G and the blue signal B, the scanning beam (24) is applied to the front glass (27). The viewer (12) can view a color image by the visible light (26) emitted from the phosphors (29R), (29G), and (29B). In particular, in this example, the back glass (32)
Since a coating film (31) that transmits ultraviolet light and reflects visible light is formed on the side, the phosphor (29R), (29
G), the visible light emitted from (29B) is the back glass (32)
Since it is transmitted as visible light (26) in the direction of the viewer (12) without being transmitted to the side, there is an advantage that the screen is at least twice as bright as before.

次に、本例のテレビジョン受像機において、スクリー
ン(25)上で何とか見られる程度の輝度である50fL(フ
ットランバート)の輝度、即ち光束では538lm(式
(2)参照)を達成するために必要なモードロック型N
d:YAGレーザへの入力電力INを見積る。その前提とし
て、前面ガラス(27)に塗布する赤色蛍光体(29R),
緑色蛍光体(29G)及び青色蛍光体(29B)の材質として
は夫々Y(P,V)O4;Eu 3+(Bi 3+)、Y2SiO5:Ce 3+,Tb3+及び
BaMg2Al16O27:Eu 2+を選択する。尚、赤色蛍光体(29
R)としては3.5MgO0.5MgF2GeO2:Mn 4+等も使用できる。
これらの蛍光体の量子効率(変換効率)及びランプ効率
(出力光束/入力パワー,即ちlm/W)は第1表の如くな
る。尚、第1表の例ではスクリーン(25)でのゲインが
ないのでスクリーンゲインは1倍とした。
Next, in the television receiver of this example, in order to achieve a luminance of 50 fL (foot Lambert), which is a luminance that can be managed on the screen (25), that is, a light flux of 538 lm (see equation (2)). Required mode lock type N
d: Estimate the input power IN to the YAG laser. The premise is that the red phosphor (29R) applied to the front glass (27),
Green phosphor (29G), and blue phosphors respectively as the material of (29B) Y (P, V ) O 4; E u 3+ (B i 3+), Y 2 S i O 5: C e 3+, Tb 3+ and
B a Mg 2 Al 16 O 27 : Select Eu 2+ . The red phosphor (29
The R) 3.5MgO0.5MgF 2 G e O 2 : M n 4+ or the like can be used.
Table 1 shows the quantum efficiency (conversion efficiency) and lamp efficiency (output light flux / input power, ie, lm / W) of these phosphors. In the example shown in Table 1, the screen gain was set to 1 because there is no gain in the screen (25).

先ず、赤色蛍光体(29R),緑色蛍光体(29G)及び青
色蛍光体(29B)を励起して例えば、CIE D65標準昼光色
の光束538lmを得るために必要なレーザパワーは夫々第
1表に示す如く、12.5W,4.3W及び17.2Wになる。また、
本例のレーザ光源装置(13),(15),(18),(19)
による入力電力INに対する紫外レーザビーム(20)のレ
ーザパワーLの割合である発振効率は、上述のようにフ
ラッシュランプ励起型で略0.1%(式(7)参照)であ
り、レーザダイオード励起型で略2%である(式(8)
参照)。従って、モードロック型Nd:YAGレーザ(13)へ
の入力電力INは夫々第1表の如くなる。尚、第1表の入
力電力の欄において、上段がフラッシュランプ励起型の
場合を示し、下段がレーザダイオード励起型の場合を示
す。
First, a red phosphor (29R), a green phosphor, for example, excited (29G), and blue phosphors (29B), the laser power, respectively Table 1 required to obtain the luminous flux 538lm of CIE D 65 standard daylight As shown, they are 12.5W, 4.3W and 17.2W. Also,
Laser light source device of this example (13), (15), (18), (19)
As described above, the oscillation efficiency, which is the ratio of the laser power L of the ultraviolet laser beam (20) to the input power IN, is about 0.1% (see equation (7)) for the flash lamp excitation type, and It is approximately 2% (Equation (8)
reference). Therefore, the input power IN to the mode-locked Nd: YAG laser (13) is as shown in Table 1. In the column of input power in Table 1, the upper row shows the case of the flash lamp excitation type, and the lower row shows the case of the laser diode excitation type.

第1表によれば、フラッシュランプ励起型のNd:YAGレ
ーザ(13)を使用した場合には、式(14)で表わされる
従来の43kWに比べれば緑色蛍光体(29G)に対しては従
来の10分の1の入力電力で済むことになる。更に、可視
光を反射するコーティング膜(31)を考慮すれば、入力
電力は従来の20分の1となる。一方、レーザダイオード
励起型のNd:YAGレーザ(13)を使用した場合には、従来
の100分の1のオーダの入力電力で済むことが分かる。
According to Table 1, when a flashlamp-pumped Nd: YAG laser (13) is used, the green phosphor (29G) is more conventional than the conventional 43 kW represented by equation (14). Of the input power is only one tenth of the input power. Further, when the coating film (31) that reflects visible light is taken into consideration, the input power is 1/20 of the conventional one. On the other hand, when the laser diode pumped Nd: YAG laser (13) is used, it can be seen that the input power on the order of 1/100 of that of the conventional case is sufficient.

しかしながら、第1表において蛍光体励起用の紫外レ
ーザビームのレーザパワーの値は4W〜17Wであるが、こ
の値は現状では安価なレーザ光源装置によって容易に得
られる値ではない。このレーザパワーをより低減するた
めには、第1図例のスクリーン(25)を所謂レンチキュ
ラー構造にすることが考えられる。レンチキュラー構造
にすることにより、スクリーン(25)の画面の明るさは
5倍程度にすることができる。即ち、スクリーンゲイン
が5倍になるので、スクリーン(25)上で10fLの輝度が
達成されれば画面の実質的な輝度は50fLとなる。この場
合のレーザパワー及び入力電力を第2表に示す。
However, in Table 1, the value of the laser power of the ultraviolet laser beam for exciting the phosphor is 4 W to 17 W, but this value is not a value easily obtained by an inexpensive laser light source device at present. In order to further reduce the laser power, it is conceivable that the screen (25) in FIG. 1 has a so-called lenticular structure. By using the lenticular structure, the brightness of the screen of the screen (25) can be made about five times. That is, since the screen gain becomes five times, if the luminance of 10 fL is achieved on the screen (25), the substantial luminance of the screen will be 50 fL. Table 2 shows the laser power and input power in this case.

第2表によれば、スクリーンゲインを5倍にした場合
には、レーザダイオード励起型のNd:YAGレーザ(13)の
入力電力が300W程度で済むことが分かるが、この程度で
あれば一般家庭でも容易に使用できる。
According to Table 2, when the screen gain is increased by a factor of 5, the input power of the laser diode pumped Nd: YAG laser (13) can be as low as about 300 W. But it can be used easily.

また、現在安価に入手できるモードロック型Nd:YAGレ
ーザはフラッシュランプ励起型のものであり、そのフラ
ッシュランプ励起型のモードロック型Nd:YAGレーザを用
いた場合に安定して得られる紫外レーザビーム(20)の
レーザパワーは1W程度に過ぎないが、第2表よりレーザ
パワーが1Wで充分な輝度が得られるのは緑色蛍光体(29
G)だけである。従って、現在安価な構造で60インチ以
上のスクリーンに明るい画面を得るには、フラッシュラ
ンプ励起型のモードロック型Nd:YAGレーザ,レンチキュ
ラー構造でスクリーンゲインが5倍のスクリーン及び緑
色蛍光体を組み合わせた構造がよいと言える。
In addition, the mode-locked Nd: YAG laser currently available at low cost is of the flashlamp-pumped type, and an ultraviolet laser beam stably obtained when using the flashlamp-pumped mode-locked Nd: YAG laser. Although the laser power of (20) is only about 1 W, it can be seen from Table 2 that at a laser power of 1 W, sufficient luminance can be obtained with the green phosphor (29).
G) only. Therefore, in order to obtain a bright screen on a screen of 60 inches or more with an inexpensive structure, a flashlamp-excited mode-locked Nd: YAG laser, a lenticular structure with a screen gain of 5 times and a green phosphor are combined. It can be said that the structure is good.

尚、上述実施例においてはモードロック型Nd:YAGレー
ザ(13)及び非線形光学結晶(15),(19)を組み合わ
せてレーザ光源装置を構成したが、例えば直接に紫外レ
ーザ光を出力する他のレーザ発振器を使用してもよい。
In the above-described embodiment, the laser light source device is configured by combining the mode-locked Nd: YAG laser (13) and the nonlinear optical crystals (15) and (19). A laser oscillator may be used.

尚、本発明は上述実施例に限定されず、本発明の要旨
を逸脱することなく種々の構成を採り得ることは勿論で
ある。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.

〔発明の効果〕 本発明によれば、スクリーンの蛍光体被着面上に紫外
光を透過させて可視光を反射する背面板が配されている
ので、レーザ光源装置からのレーザビームのレーザパワ
ーが従来と同じであっても従来よりも2倍程度明るい画
面が得られる利益がある。
According to the present invention, since the back plate that transmits ultraviolet light and reflects visible light is disposed on the phosphor-coated surface of the screen, the laser power of the laser beam from the laser light source device is provided. However, there is an advantage that a screen which is about twice as bright as the conventional one can be obtained even if it is the same as the conventional one.

また、紫外レーザビームを発生するレーザ光源装置
が、ネオジウムレーザと、そのネオジウムレーザからの
レーザビームの高調波を非線形光学効果により生成する
光学素子とで構成されているので、同じレーザパワーで
蛍光体を励起するための入力電力が従来よりも低くて済
むという利益がある。
In addition, since the laser light source device that generates an ultraviolet laser beam is composed of a neodymium laser and an optical element that generates harmonics of the laser beam from the neodymium laser by a non-linear optical effect, the phosphor has the same laser power. Has the advantage that the input power for exciting is lower than before.

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

第1図は本発明によるディスプレイ装置の一実施例を示
す構成図、第2図は従来のディスプレイ装置を示す構成
図である。 (13)はモードロック型Nd:YAGレーザ、(15)は第1の
非線形光学結晶、(18)は1/2波長板、(19)は第2の
非線形光学結晶、(20)は第3高調波即ち紫外レーザビ
ーム、(21)は光変調器、(23)は光偏向器、(25)は
スクリーン、(27)は前面ガラス、(29R),(29G),
(29B)は夫々赤色蛍光体,緑色蛍光体,青色蛍光体、
(31)はコーティング膜、(32)は背面ガラスである。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of a display device according to the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing a conventional display device. (13) is a mode-locked Nd: YAG laser, (15) is a first nonlinear optical crystal, (18) is a half-wave plate, (19) is a second nonlinear optical crystal, and (20) is a third nonlinear optical crystal. (21) an optical modulator, (23) an optical deflector, (25) a screen, (27) a front glass, (29R), (29G),
(29B) are red phosphor, green phosphor, blue phosphor,
(31) is a coating film, and (32) is a back glass.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菊地 正博 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソ ニー株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−15221(JP,A) 特開 昭53−21944(JP,A) 特開 昭48−95735(JP,A) 特公 昭53−6812(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G09F 9/00 H04N 5/66 - 5/74 G03B 21/56 - 21/64 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Masahiro Kikuchi 6-7-35 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Inside Sony Corporation (56) References JP-A-63-15221 (JP, A) JP-A Sho 53-21944 (JP, A) JP-A-48-95735 (JP, A) JP-B-53-6812 (JP, B2) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G09F 9/00 H04N 5/66-5/74 G03B 21/56-21/64

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】紫外レーザビームを発生するレーザ光源装
置と、上記紫外レーザビームを変調する光変調器と、可
視光を透過させる基板上に蛍光体を被着してなるスクリ
ーンと、上記変調された紫外レーザビームを上記スクリ
ーンの蛍光体被着面上に2次元的に走査する光偏向器と
を有し、上記スクリーンの蛍光体を上記変調された紫外
レーザビームで順次励起して可視光を得るようにしたデ
ィスプレイ装置において、 上記レーザ光源装置を、ネオジウムレーザと、上記ネオ
ジウムレーザからのレーザビームの高調波を非線形光学
効果により生成する光学素子とで構成し、 上記スクリーンの蛍光体被着面上に紫外光を透過させて
可視光を反射する背面板を配したことを特徴とするディ
スプレイ装置。
1. A laser light source device for generating an ultraviolet laser beam, an optical modulator for modulating the ultraviolet laser beam, a screen comprising a substrate on which a visible light is transmitted and a phosphor adhered thereto; And a light deflector that two-dimensionally scans the ultraviolet laser beam on the phosphor-coated surface of the screen, and sequentially excites the phosphor of the screen with the modulated ultraviolet laser beam to generate visible light. In the display device, the laser light source device includes a neodymium laser and an optical element that generates a harmonic of a laser beam from the neodymium laser by a non-linear optical effect, and a phosphor-coated surface of the screen. A display device, comprising a back plate for transmitting ultraviolet light and reflecting visible light thereon.
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