JP2006330583A - Projection type display device and projector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像を投射するプロジェクタとプロジェクタにより投射された画像が表示されるスクリーンとを備えた投射型表示装置、及びプロジェクタに関するものである。 The present invention relates to a projection display device including a projector that projects an image and a screen on which an image projected by the projector is displayed, and a projector.
入力された画像信号に応じて画像を投射するプロジェクタと、プロジェクタから投射された画像が表示されるスクリーンとを備えた投射型表示装置がある。 There is a projection display device that includes a projector that projects an image according to an input image signal, and a screen on which an image projected from the projector is displayed.
（１）特許文献１には、発光色の異なる３個のレーザ光源から出射される光を各々異なる光走査手段により二次元走査して同期集光させ、カラー画像を投射するカラーレーザプロジェクタが開示されている。このレーザプロジェクタは、用いられているレーザ光源が大きく、しかもレーザ光源と同じ数の複数の光走査手段が必要であり、携帯用等に適した小型のプロジェクタではない。
(1)
（２）特許文献２には、発光色の異なる３個のレーザ光源を時間順次に駆動し、同じ光走査手段により光源から出射される光を二次元走査して、カラー画像を投射するカラーレーザプロジェクタが開示されている。このレーザプロジェクタによれば、特許文献１よりも光走査手段の数を少なくすることができるので、小型化を図ることができる。また、同文献には、レーザ光源として赤色／緑色／青色の半導体レーザを用いることが記載されており、小型の半導体レーザを用いることでさらなる小型化も可能である。
しかしながら、現在市販されている緑色の半導体レーザは他の色に比して寿命が短く、プロジェクタの長期信頼性という点では充分ではない。 However, the green semiconductor lasers currently on the market have a shorter lifetime than other colors, and are not sufficient in terms of long-term reliability of the projector.
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、プロジェクタの小型化を図ることができ、信頼性が良好なカラーの投射型表示装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a color projection display device that can reduce the size of the projector and has good reliability.
本発明の投射型表示装置は、画像信号に応じて駆動される複数の光源と、前記画像信号に応じて前記複数の光源から出射される光を各々二次元走査する光走査手段とを備えたプロジェクタと、該プロジェクタから出射された光が投射されてカラー画像が表示されるスクリーンとを備えた投射型表示装置において、
前記プロジェクタの前記複数の光源が、赤色光出射光源と青色光出射光源のうち少なくとも一方と、４１０ｎｍ以下の短波長光を出射する短波長光源とからなり、前記スクリーンが、前記短波長光により励起されて緑色光を蛍光発光する蛍光体が塗布されたものであることを特徴とするものである。
A projection display device according to the present invention includes a plurality of light sources driven in accordance with an image signal, and an optical scanning unit that two-dimensionally scans light emitted from the plurality of light sources in accordance with the image signal. In a projection display device comprising a projector and a screen on which a color image is displayed by projecting light emitted from the projector,
The plurality of light sources of the projector include at least one of a red light emitting light source and a blue light emitting light source, and a short wavelength light source that emits short wavelength light of 410 nm or less, and the screen is excited by the short wavelength light. Thus, a phosphor that emits green light is applied.
本明細書において、「赤色光」は波長域６００〜６６０ｎｍの光、「青色光」は波長域４３０〜４８０ｎｍの光、「緑色光」は波長域５００〜５６０ｎｍの光と定義する。 In this specification, “red light” is defined as light having a wavelength range of 600 to 660 nm, “blue light” is defined as light having a wavelength range of 430 to 480 nm, and “green light” is defined as light having a wavelength range of 500 to 560 nm.
本発明の投射型表示装置において、前記プロジェクタの前記複数の光源が前記青色光出射光源を含む場合、前記蛍光体としては、前記青色光出射光源から出射される青色光により励起されない、若しくは前記青色光出射光源から出射される青色光により励起されて蛍光発光する光の強度が、前記青色光出射光源から出射される青色光の強度の１／５以下の蛍光体が好ましい。 In the projection display device according to the aspect of the invention, when the plurality of light sources of the projector include the blue light emission light source, the phosphor is not excited by blue light emitted from the blue light emission light source, or the blue light A phosphor having an intensity of light that is excited by blue light emitted from the light emission light source and emits fluorescence is preferably 1/5 or less of the intensity of blue light emitted from the blue light emission light source.
本発明の投射型表示装置において、前記複数の光源は各々半導体レーザ又はスーパールミネッセントダイオードからなることが好ましい。特に、前記複数の光源は、複数の前記半導体レーザ及び／又は前記スーパールミネッセントダイオードが同一の実装基板に実装されてユニット化されたユニット光源の形態で前記プロジェクタに搭載されていることが好ましい。 In the projection display device according to the aspect of the invention, it is preferable that each of the plurality of light sources includes a semiconductor laser or a super luminescent diode. In particular, the plurality of light sources are preferably mounted on the projector in the form of a unit light source in which a plurality of the semiconductor lasers and / or the superluminescent diodes are mounted on the same mounting substrate. .
本発明の投射型表示装置をなす上記プロジェクタ自体も新規であり、本発明に含まれる。すなわち、本発明のプロジェクタは、画像信号に応じて駆動される複数の光源と、前記画像信号に応じて前記複数の光源から出射される光を各々二次元走査する光走査手段とを備え、カラー画像を投射するプロジェクタにおいて、前記複数の光源が、赤色光出射光源と青色光出射光源のうち少なくとも一方と、４１０ｎｍ以下の短波長光を出射する短波長光源とからなることを特徴とするものである。 The projector itself forming the projection display device of the present invention is also novel and is included in the present invention. In other words, the projector according to the present invention includes a plurality of light sources that are driven according to an image signal, and an optical scanning unit that two-dimensionally scans each of the light emitted from the plurality of light sources according to the image signal. In the projector for projecting an image, the plurality of light sources include at least one of a red light emission light source and a blue light emission light source, and a short wavelength light source that emits short wavelength light of 410 nm or less. is there.
本発明の投射型表示装置は、プロジェクタの光源として、赤色光出射光源と青色光出射光源のうち少なくとも一方と、４１０ｎｍ以下の短波長光を出射する短波長光源とを用い、スクリーンとして短波長光源から出射される短波長光により励起されて緑色光を蛍光発光する蛍光体が塗布されたものを用いる構成としている。 The projection display device of the present invention uses at least one of a red light emitting light source and a blue light emitting light source as a light source of the projector and a short wavelength light source that emits short wavelength light of 410 nm or less, and a short wavelength light source as a screen. In this configuration, a phosphor coated with a phosphor that emits green light by being excited by short-wavelength light emitted from the substrate is used.
かかる構成では、プロジェクタの光源として小型の半導体レーザやスーパールミネッセントダイオード等を用いることができ、プロジェクタの光源や光学系の小型化を図ることができる。 In such a configuration, a small semiconductor laser, a super luminescent diode, or the like can be used as the light source of the projector, and the light source and optical system of the projector can be downsized.
また、現在市販されている緑色の半導体レーザやスーパールミネッセントダイオードは他の色に比して寿命が短く信頼性が良好ではないが、本発明では、プロジェクタ側に短波長光源を搭載し、かつスクリーン側に短波長光により励起されて緑色光を蛍光発光する蛍光体を塗布することで緑色を表示し、カラー画像を表示する構成としている。したがって、本発明の投射型表示装置は高寿命で信頼性も良好である。 In addition, green semiconductor lasers and superluminescent diodes that are currently on the market have a short life and poor reliability compared to other colors, but in the present invention, a short wavelength light source is mounted on the projector side, In addition, green is displayed by applying a phosphor that emits green light by being excited by short wavelength light on the screen side, and a color image is displayed. Therefore, the projection display device of the present invention has a long life and good reliability.
「第１実施形態」
図面を参照して、本発明に係る第１実施形態の投射型表示装置の構造について説明する。図１（ａ）は本実施形態の投射型表示装置の全体図、図１（ｂ）はユニット光源の拡大平面図、図１（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ’断面図である。図１（ａ）及び（ｂ）中、ユニット光源については図１（ｃ）の図示上方から見た透視平面図で示してあり、ステム及び封止用キャップは断面図で示してある。図１（ａ）中、スクリーン及びガルバノミラーは側面図で示してある。縮尺は部材ごとに適宜異ならせてある。図２は蛍光体の励起スペクトルと発光スペクトルの例を示す図、図３はプロジェクタの概略制御ブロック図である。
“First Embodiment”
With reference to the drawings, the structure of the projection display device according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1A is an overall view of the projection display device of this embodiment, FIG. 1B is an enlarged plan view of a unit light source, and FIG. 1C is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 1A and 1B, the unit light source is shown in a perspective plan view seen from above in FIG. 1C, and the stem and the sealing cap are shown in cross-sectional views. In FIG. 1A, the screen and the galvanometer mirror are shown in a side view. The scale is appropriately changed for each member. FIG. 2 is a diagram showing an example of the excitation spectrum and emission spectrum of the phosphor, and FIG. 3 is a schematic control block diagram of the projector.
図１に示す如く、本実施形態の投射型表示装置１は、画像を投射するプロジェクタ２とプロジェクタ２により投射された画像が表示されるスクリーン３０とから構成されている。プロジェクタ２は、画像信号に応じて駆動されるユニット光源１０と、画像信号に応じてユニット光源１０から出射される光を二次元走査する光走査手段２０とから概略構成されている。
As shown in FIG. 1, the
詳細には、ユニット光源１０は、赤色光出射光源１１、４１０ｎｍ以下の短波長光を出射する短波長光源１２、及び青色光出射光源１３が同一の実装基板１５に実装され、ユニット化されたものである。光源１１〜１３から出射される赤色光、短波長光、青色光に各々、符号Ｌ１〜Ｌ３を付してある。
Specifically, the
光源１１〜１３は各々半導体レーザからなり、実装基板１５には各光源１１〜１３を駆動する駆動回路（図示略）等が搭載されている。光源１１〜１３は、実装基板１５のヒートシンク（図示略）上に公知方法にてろう材（ＡｕＳｎやＩｎ等）を介して実装されている。
The
赤色光出射光源１１である赤色半導体レーザとしては特に制限なく、ＧａＡｓ基板上にＩｎＧａＰ及び／又はＩｎＧａＡｌＰからなる量子井戸活性層を備えた半導体レーザ（発振波長：６００〜６６０ｎｍ）等が挙げられる。短波長光源１２である短波長光半導体レーザとしては特に制限なく、ＧａＮ基板上にＡｌＩｎＧａＮからなる活性層を備えた半導体レーザ（発振波長：３６５〜３８０ｎｍ）等が挙げられる。青色光出射光源１３である青色半導体レーザとしては特に制限なく、ＧａＮ基板上にＩｎＧａＮからなる活性層を備えた半導体レーザ（発振波長：４３０〜４８０ｎｍ）等が挙げられる。
The red semiconductor laser that is the red light emitting
戻り光の影響を避けるために、半導体レーザの光出射端面（前面）の反射率は５〜５０％程度、特に１５〜３０％とすることが好ましい。半導体レーザの後面の反射率は特に制限なく、例えば後記光検出器１７による光量モニタ用の光透過を確保して８０〜９５％程度とすることが好ましい。半導体レーザの実装方式は特に制限なく、放熱性を考慮すれば、放熱側であるジャンクション側を実装基板１５に固定し実装するジャンクションダウン方式が好ましい。
In order to avoid the influence of the return light, the reflectance of the light emitting end face (front surface) of the semiconductor laser is preferably about 5 to 50%, particularly preferably 15 to 30%. The reflectance of the rear surface of the semiconductor laser is not particularly limited. For example, it is preferable that the light transmittance for light amount monitoring by the
本実施形態では、円板状ステム１８Ａに角柱ステム１８Ｂが突設され、角柱ステム１８Ｂ上に実装基板１５が固定され、全体が封止用キャップ１９にて気密封止されている。封止用キャップ１９には、光源１１〜１３からの出射光Ｌ１〜Ｌ３を光走査手段２０側に透過させるための透光性窓１９Ａが嵌め込まれている。角柱ステム１８Ｂには、光源１１〜１３の光量を各々モニタリングする計３個の光検出器１７が搭載されている。また、ユニット光源１０には、画像信号入力用や光量モニタ用等の配線１６が接続され、円板状ステム１８Ａの外部に引き出されている。
In the present embodiment, a
光走査手段２０は、画像信号に応じて光源１１〜１３からの出射光Ｌ１〜Ｌ３を各々二軸走査してスクリーン３０側に反射させる１個のガルバノミラー２１とこれを駆動制御するミラー制御手段２２により構成されている。二軸走査のガルバノミラー２１は、光反射面の角度が二軸方向に変動可能な平板状の可動ミラーである。ガルバノミラー２１による光走査位置はミラー制御手段２２により記憶される。
The optical scanning means 20 includes a
ユニット光源１０と光走査手段２０との間には、ユニット光源１０からの出射光Ｌ１〜Ｌ３を集光して光走査手段２０に導光する、光入射面と光出射面が共に凸面である１個の集光レンズ４０が配置されている。
Between the
スクリーン３０は、スクリーン本体３１の表面略全体に短波長光Ｌ２により励起されて緑色光を蛍光発光する蛍光体３２が塗布されたものである。本実施形態では、プロジェクタ２側に短波長光源１２を搭載し、スクリーン３０側に短波長光Ｌ２により励起されて緑色光を蛍光発光する蛍光体３２を塗布することで、緑色を表示する構成を採用している。
The
蛍光体３２は、青色光出射光源１３から出射される青色光Ｌ３により励起されない、若しくは青色光出射光源１３から出射される青色光Ｌ３により励起されて蛍光発光する光の強度が、青色光出射光源１３から出射される青色光Ｌ３の強度の１／５以下（好ましくは１／１０以下、特に好ましくは１／２０以下）の蛍光体であることが好ましい。かかる蛍光体を用いることで、表示される緑の色純度が良好となり、鮮明なカラー表示が実現できる。
The
４１０ｎｍ以下の短波長光Ｌ２により励起されて緑色光を蛍光発光する蛍光体３２としては、三菱電線工業社製「ＬＰ−Ｇ３」（組成：（Ba,Mg）Al10O17：Eu,Mn）等が市販されている。ＬＰ−Ｇ３の励起スペクトル（実線）と発光スペクトル（破線）を図２に示す（「３波長蛍光体型白色ＬＥＤの開発」三菱電線工業時報、第９９号、２００２年７月ｐ.３５参照）。図２には、ＬＰ−Ｇ３が２００〜４１０ｎｍの短波長光により励起され、５２０ｎｍ付近の緑色光を発光することが示されている。また、ＬＰ−Ｇ３は青色光（４３０〜４８０ｎｍ）によりほとんど励起されないことが示されている。
As the
短波長光半導体レーザとしては、ＧａＮ基板上にＡｌＩｎＧａＮからなる活性層を備えた半導体レーザ（発振波長：３６５〜３８０ｎｍ）等が市販されているので、短波長光光源１２と蛍光体３２として、かかる市販の短波長光半導体レーザとＬＰ−Ｇ３とを組み合わせることで、緑色を表示できる。ＬＰ−Ｇ３は２００〜４１０ｎｍの短波長光により励起されるので、短波長光光源１２として、ＧａＮ基板上にＡｌＩｎＧａＮからなる活性層を備えた半導体レーザよりも短波長光を出射する半導体レーザを用いることもできる。
As the short wavelength optical semiconductor laser, a semiconductor laser (oscillation wavelength: 365 to 380 nm) having an active layer made of AlInGaN on a GaN substrate is commercially available. Therefore, the short wavelength optical
本実施形態では、いわゆる時分割時間順次駆動にてカラー画像をスクリーン３０上に表示する。すなわち、一画素を表示する時間を赤、緑、青を表示する時間に分割して順次表示し、残像効果によりカラー画像を表示する。本実施形態では、光源１１〜１３である半導体レーザの直接変調により光強度を変調し、階調表示を実施する。
In this embodiment, a color image is displayed on the
図３にプロジェクタ２の概略制御ブロック図を示し、制御方法を簡単に説明する。プロジェクタ２にはユニット光源１０と光走査手段２０とをタイミングを合わせて制御する制御部５０が搭載されている。
FIG. 3 shows a schematic control block diagram of the projector 2, and a control method will be briefly described. The projector 2 is equipped with a
制御部５０には、外部（パーソナルコンピュータ等）から入力された画像信号から赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）、青色光（Ｂ）のビデオ信号ＳＲ、ＳＧ、ＳＢを生成し出力する画像制御部５１と、画像制御部５１から出力された各色の信号を色ごとに遅延させる遅延回路５２Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂと、遅延タイミングを制御するタイミング制御部５３等が含まれている。
The
画像制御部５１によって生成されたビデオ信号ＳＲ、ＳＧ、ＳＢは各々、遅延回路５２Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂを介して、赤色光出射光源１１、短波長光源１２、青色光出射光源１３に入力され、光源１１〜１３が時分割時間順次駆動される。本実施形態では、ビデオ信号ＳＲ、ＳＧ、ＳＢに対応して遅延回路を３個（５２Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂ）設けているが、一番先行する色のビデオ信号に対して他の色のビデオ信号を遅延させればよいため、少なくとも２個の遅延回路を設ければよい。
The video signals SR, SG, and SB generated by the
制御部５０は同時に、光走査手段２０のミラー制御手段２２にもタイミング信号等を入力する。これによって、タイミングに応じてガルバノミラー２１の光入射面の角度が制御され、スクリーン３０上の光走査位置が制御される。
At the same time, the
赤色光出射光源１１、短波長光源１２、及び青色光出射光源１３は、ユニット光源１０内において若干ずれて配置せざるを得ないので、図１（ａ）に示す如く、赤色光出射光源１１からの出射光Ｌ１がある画素Ｐ１に照射されるガルバノミラー２１の位置では、他の光源１２、１３からの出射光Ｌ２、Ｌ３は画素Ｐ１とは異なる画素Ｐ２、Ｐ３に照射される。ガルバノミラー２１とスクリーン３０との離間距離が長くなる程、光源１１〜１３を同期駆動した場合のスクリーン３０上における出射光Ｌ１〜Ｌ３の照射位置のずれは大きくなる。図１は赤色光出射光源１１が点灯されている状態を示しており、出射光Ｌ１の光路を実線で示し、仮にこのときのガルバノミラー２１の位置で他の光源１２、１３を点灯したときの出射光Ｌ２、Ｌ３の光路を破線で示してあり、視認しやすくするため上記ずれを誇張して図示してある。
Since the red light emitting
本実施形態では、１個の画素Ｐ１の表示時間が赤色、緑色、青色を表示する時間に分割され、赤色を表示する間は赤色光出射光源１１からの出射光Ｌ１が画素Ｐ１に照射され、緑色を表示する間は短波長光源１２からの出射光Ｌ２が画素Ｐ１に照射され、青色を表示する間は青色光出射光源１３からの出射光Ｌ３が画素Ｐ１に照射されるよう、ガルバノミラー２１の光入射面の角度が制御される。１個の画素Ｐ１の表示が終了すると、他の画素の表示が同様に順次行われ、画面全体が表示される。
In the present embodiment, the display time of one pixel P1 is divided into times for displaying red, green, and blue. While displaying red, the emitted light L1 from the red light emitting
なお、光源１１〜１３を同期駆動してもスクリーン３０上における出射光Ｌ１〜Ｌ３の照射位置のずれが同一画素内に収まる場合には、時分割時間順次駆動を採用せずに同期駆動を採用しても構わない。
In addition, even if the
本実施形態の投射型表示装置１は、以上のように構成されている。
The
本実施形態の投射型表示装置１は、プロジェクタ２の光源として赤色光出射光源１１と４１０ｎｍ以下の短波長光Ｌ２を出射する短波長光源１２と青色光出射光源１３とを用い、スクリーン３０として短波長光Ｌ２により励起されて緑色光を蛍光発光する蛍光体３２が塗布されたものを用いる構成としている。
The
かかる構成では、上記の如く、光源１１〜１３として小型の半導体レーザを用い、光源１１〜１３を同一の実装基板１５に実装されてユニット化されたユニット光源１０の形態でプロジェクタ２に搭載することができ、プロジェクタ２の光源や光学系を小型化することができる。光源１１〜１３として小型の半導体レーザを用い、ユニット光源１０の形態でプロジェクタ２に搭載する本実施形態の構成では、光源１１〜１３の位置精度が高く、光学系のアライメントが容易であり、光学系の低コスト化を図ることができる。
In such a configuration, as described above, a small semiconductor laser is used as the
また、現在市販されている緑色の半導体レーザは他の色に比して寿命が短く信頼性が良好ではないが、本実施形態ではプロジェクタ２側に短波長光源１２を搭載し、かつスクリーン３０側に短波長光Ｌ２により励起されて緑色光を蛍光発光する蛍光体３２を塗布することで緑色を表示し、カラー画像を表示する構成としている。したがって、本実施形態の投射型表示装置１は高寿命で信頼性も良好である。
In addition, the green semiconductor laser currently on the market has a shorter life than other colors and is not reliable, but in this embodiment, the short wavelength
以上のように、本実施形態によれば、プロジェクタ２の小型化を図ることができ、信頼性が良好なカラーの投射型表示装置１を提供することができる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to reduce the size of the projector 2 and to provide a color
「第２実施形態」
図面を参照して、本発明に係る第２実施形態の投射型表示装置の構造について説明する。図４（ａ）は本実施形態の投射型表示装置の全体図、図４（ｂ）はユニット光源の概略斜視図である。図５（ａ）はユニット光源の拡大平面図、図５（ｂ）〜（ｄ）は各々（ａ）のＢ−Ｂ’断面図、Ｃ−Ｃ’断面図、Ｄ−Ｄ’断面図である。ユニット光源のＡ−Ａ’断面図は第１実施形態と同様であるので、省略する（図１（ｃ）参照）。図４（ａ）、図５（ａ）〜（ｄ）は、第１実施形態の図１（ａ）〜（ｃ）に対応した図である。縮尺は部材ごとに適宜異ならせてある。本実施形態において、第１実施形態と同じ構成要素には同じ参照符号を付し、説明は省略する。
“Second Embodiment”
With reference to the drawings, the structure of the projection display device of the second embodiment according to the present invention will be described. FIG. 4A is an overall view of the projection display device of this embodiment, and FIG. 4B is a schematic perspective view of a unit light source. 5A is an enlarged plan view of the unit light source, and FIGS. 5B to 5D are BB ′ sectional view, CC ′ sectional view, and DD ′ sectional view, respectively, of FIG. . Since the AA ′ cross-sectional view of the unit light source is the same as that of the first embodiment, it is omitted (see FIG. 1C). FIGS. 4A and 5A to 5D are views corresponding to FIGS. 1A to 1C of the first embodiment. The scale is appropriately changed for each member. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
図４及び図５に示す如く、本実施形態の投射型表示装置３は、第１実施形態と同様、プロジェクタ４とスクリーン３０とからなり、プロジェクタ４はユニット光源６０と光走査手段２０とから概略構成されている。本実施形態においても、ユニット光源６０は、赤色光出射光源１１、４１０ｎｍ以下の短波長光を出射する短波長光源１２、及び青色光出射光源１３が同一の実装基板１５に実装され、ユニット化されたものである。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
ステム１８Ａの形状が異なることを除けば、光源１１〜１３の実装態様や光量モニタの態様等は第１実施形態と同様である。第１実施形態と同様、光源１１〜１３は封止用キャップ１９にて気密封止されており、ユニット光源６０には画像信号入力用や光量モニタ用等の配線１６（図４（ｂ）参照）が接続されている。
Except for the difference in the shape of the
本実施形態が第１実施形態と大きく異なる点は、プロジェクタ４に、光源１１〜１３からの出射光Ｌ１〜Ｌ３を各々光走査手段２０側に導光する３本の光ファイバ４４〜４６が備えられている点である。
The present embodiment is significantly different from the first embodiment in that the projector 4 includes three
光ファイバ４４〜４６としては特に制限なく、ガラスファイバ（石英等）とプラスチックファイバ（（メタ）アクリル系等）のいずれのタイプも使用できる。光ファイバ４４〜４６としては、図示の如く、コア材ＦＸとクラッド材ＦＹとが同心円状に積層されたシングルコアタイプのものが好ましく使用できる。クラッド材ＦＹの外周側には必要に応じて保護材（図示略）等が積層される。コア材ＦＸとクラッド材ＦＹの屈折率分布は任意であり、ステップインデックス型とグレーデッドインデックス型のいずれのタイプも使用できる。伝送モードも任意であり、シングルモードとマルチモードのいずれのタイプも使用できる。
There is no restriction | limiting in particular as the optical fibers 44-46, Any type of glass fiber (quartz etc.) and plastic fiber ((meth) acrylic type etc.) can be used. As the
光源１１〜１３と光ファイバ４４〜４６との間には各々、出射光Ｌ１〜Ｌ３を光ファイバ４４〜４６のコア材ＦＸに集光して入射させる球状等の集光レンズ４１〜４３が備えられている。
Between the
本実施形態では、実装基板１５に断面視Ｖ字状の溝１５Ｖが３本形成されており、各溝１５Ｖに上記の集光レンズと光ファイバが一組嵌め込まれ、必要に応じて光硬化型接着剤等が使用され溝１５Ｖに固定されている。すなわち、本実施形態のユニット光源６０は、光源１１〜１３と光源１１〜１３からの出射光Ｌ１〜Ｌ３を各々光走査手段２０側に導光する光ファイバ４４〜４６とがユニット化された光ファイバ付きユニット光源である。光ファイバ４４〜４６の一部は各々封止用キャップ１９の外部に引き出されている。
In the present embodiment, three
本実施形態では、必要に応じて集光レンズ保持部分と光ファイバ保持部分に分けて溝１５Ｖの底角及び／又は深さが変えられており、各光源１１〜１３と対応する集光レンズ４１〜４３及び光ファイバ４４〜４６の光軸が一致するよう、設計されている。図５（ｂ）中、これらの光軸に符号ＡＸを付してある。
In the present embodiment, the base angle and / or depth of the
図４（ａ）に示す如く、光ファイバ４４〜４６の光出射端と光走査手段２０との間には各々、必要に応じて第１実施形態の集光レンズ４０を設けることができる。
As shown in FIG. 4A, the condensing
本実施形態において、光走査手段２０／スクリーン３０／制御部５０の構成は第１実施形態と同様であり、第１実施形態と同様、時分割時間順次駆動によりカラー表示を実施する。
In the present embodiment, the configuration of the
本実施形態の投射型表示装置３は以上のように構成されており、第１実施形態と同様の効果が得られる。
The
本実施形態の投射型表示装置３においても、プロジェクタ４の光源として赤色光出射光源１１と４１０ｎｍ以下の短波長光Ｌ２を出射する短波長光源１２と青色光出射光源１３とを用い、スクリーン３０として短波長光Ｌ２により励起されて緑色光を蛍光発光する蛍光体３２が塗布されたものを用いる構成としている。
Also in the
したがって、第１実施形態と同様、光源１１〜１３として小型の半導体レーザを用い、光源１１〜１３を同一の実装基板１５に実装されてユニット化されたユニット光源６０の形態でプロジェクタ４に搭載することができ、プロジェクタ４の光源や光学系を小型化することができる。光源１１〜１３として小型の半導体レーザを用い、ユニット光源６０の形態でプロジェクタ４に搭載する本実施形態の構成では、第１実施形態と同様、光源１１〜１３の位置精度が高く、光学系のアライメントが容易であり、光学系の低コスト化を図ることができる。
Therefore, as in the first embodiment, a small semiconductor laser is used as the
また、現在市販されている緑色の半導体レーザは他の色に比して寿命が短く信頼性が良好ではないが、本実施形態においても、プロジェクタ４側に短波長光源１２を搭載し、かつスクリーン３０側に短波長光Ｌ２により励起されて緑色光を蛍光発光する蛍光体３２を塗布することで緑色を表示し、カラー画像を表示する構成としている。したがって、本実施形態の投射型表示装置３は高寿命で信頼性も良好である。
In addition, the green semiconductor laser currently on the market has a short lifetime and is not reliable as compared with other colors. In this embodiment, a short wavelength
以上のように、本実施形態によっても、プロジェクタ４の小型化を図ることができ、信頼性が良好なカラーの投射型表示装置３を提供することができる。
As described above, according to this embodiment as well, the projector 4 can be reduced in size, and the color
本実施形態の投射型表示装置３では、上記した第１実施形態と同様の効果の他、さらなる効果も得られる。本実施形態では、プロジェクタ４に光源１１〜１３からの出射光Ｌ１〜Ｌ３を各々光走査手段２０側に導光する光ファイバ４４〜４６を設ける構成としている。したがって、第１実施形態よりも光学系の設計自由度が高く、ユニット光源６０と光走査手段２０との位置関係や制御部５０の配置箇所等が自由に設計できる。例えば、ユニット光源６０を放熱が容易な箇所に搭載することができる。プロジェクタ４の小型化も容易である。また、各色の発光点位置を高精度に設計することができる。
In the
（設計変更）
本発明は上記実施形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において適宜設計変更可能である。
(Design changes)
The present invention is not limited to the above embodiment, and can be appropriately modified within a range not departing from the gist of the present invention.
上記実施形態では、光源として半導体レーザを用いる場合について説明したが、光源としてスーパールミネッセントダイオードを用いても同様の効果が得られる。スーパールミネッセントダイオードとしては、光出射端面に低反射コート（好ましくは反射率３％以下）を施したものが好ましい。半導体レーザとスーパールミネッセントダイオードとを組み合わせて使用することもできる。小型化を考慮すれば、光源として小型の半導体レーザ及び／又はスーパールミネッセントダイオードを用いることが好ましいが、それ以外の光源を用いても構わない。 Although the case where a semiconductor laser is used as the light source has been described in the above embodiment, the same effect can be obtained even when a super luminescent diode is used as the light source. As the super luminescent diode, a light emitting end face having a low reflection coating (preferably a reflectance of 3% or less) is preferable. A combination of a semiconductor laser and a super luminescent diode can also be used. In consideration of downsizing, it is preferable to use a small semiconductor laser and / or superluminescent diode as the light source, but other light sources may be used.
上記実施形態では、複数の光源が同一の実装基板に実装されてユニット化されたユニット光源の形態でプロジェクタに搭載されている場合についてのみ説明したが、光源のプロジェクタへの搭載態様や光源と光走査手段との間の光学系等については適宜設計変更可能である。ただし、プロジェクタの小型化や光学系のアライメントを考慮すれば、光源はユニット光源の形態で搭載されることが好ましく、特に第２実施形態のように光ファイバ付きユニット光源の形態で搭載されることが好ましい。 In the above embodiment, only the case where a plurality of light sources are mounted on the projector in the form of a unit light source mounted on the same mounting substrate has been described. The design of the optical system between the scanning unit and the like can be changed as appropriate. However, considering the miniaturization of the projector and the alignment of the optical system, the light source is preferably mounted in the form of a unit light source, and particularly in the form of a unit light source with an optical fiber as in the second embodiment. Is preferred.
上記実施形態では、プロジェクタの複数の光源として、赤色光出射光源と青色光出射光源と緑色表示用の短波長光源の３個の光源を用い、赤、緑、青の３色でカラー表示を行う構成について説明したが、２色でもカラー表示を行うことができる。すなわち、プロジェクタの光源として、赤色光出射光源と青色光出射光源のうち少なくとも一方と、緑色表示用の短波長光源とを備える構成とすれば、上記実施形態と同様の効果を奏するカラーの投射型表示装置が得られる。 In the above embodiment, three light sources of a red light emitting light source, a blue light emitting light source, and a short wavelength light source for green display are used as a plurality of light sources of the projector, and color display is performed in three colors of red, green, and blue. Although the configuration has been described, color display can be performed even with two colors. In other words, if the projector is configured to include at least one of a red light emitting light source and a blue light emitting light source, and a short wavelength light source for green display, a color projection type that has the same effect as the above-described embodiment. A display device is obtained.
上記実施形態では、光走査手段として二軸走査の１個のガルバノミラーのみを挙げたが、光走査手段は一軸走査のガルバノミラーを２枚組み合わせて構成することもできる。光走査手段はまた、一軸走査のガルバノミラーとポリゴンミラーとを組み合わせて構成することもできる。ポリゴンミラーは多角形状の回転ミラーであり、光反射面の角度がポリゴンミラーの回動に伴って変動して光を一軸走査する可動ミラーである。光走査手段は、ガルバノミラーやポリゴンミラー等の可動ミラーの代わりに、音響光学光偏向器（ＡＯＤ）や電気光学光偏向器（ＥＯＤ）等により構成することもできる。 In the above embodiment, only one galvano mirror for biaxial scanning is used as the optical scanning means. However, the optical scanning means may be configured by combining two galvano mirrors for uniaxial scanning. The optical scanning means can also be configured by combining a uniaxial scanning galvanometer mirror and a polygon mirror. The polygon mirror is a polygonal rotary mirror, and is a movable mirror that uniaxially scans light by changing the angle of the light reflecting surface as the polygon mirror rotates. The optical scanning means can be constituted by an acousto-optic light deflector (AOD), an electro-optic light deflector (EOD), or the like instead of a movable mirror such as a galvanometer mirror or a polygon mirror.
上記実施形態では、時分割時間順次駆動方式を採用し、複数の光源からの出射光を同一の光走査手段により走査する場合についてのみ説明したが、本発明は複数の光源からの出射光を各々異なる光走査手段により走査して各色を同時に表示し、カラー表示を行う構成としてもよい。ただし、光学系の小型化を考慮すれば、時分割時間順次駆動方式を採用することがより好ましい。 In the above embodiment, only the case where the time-division time sequential driving method is adopted and the emitted light from the plurality of light sources is scanned by the same optical scanning unit has been described. It may be configured to perform color display by scanning with different light scanning means and displaying each color simultaneously. However, in consideration of downsizing of the optical system, it is more preferable to adopt the time-division time sequential driving method.
本発明は、パーソナルコンピュータ等から入力された画像信号に基づいてカラー画像をスクリーン上に投射し表示する投射型表示装置として利用することができる。 The present invention can be used as a projection display device that projects and displays a color image on a screen based on an image signal input from a personal computer or the like.
１、３ 投射型表示装置
２、４ プロジェクタ
１０、６０ ユニット光源
１１ 赤色光出射光源
１２ 短波長光源
１３ 青色光出射光源
１５ 実装基板
２０ 光走査手段
２１ ガルバノミラー
２２ ミラー制御手段
３０ スクリーン
３１ スクリーン本体
３２ 蛍光体
４１〜４３ 集光レンズ
４４〜４６ 光ファイバ
Ｌ１ 赤色光
Ｌ２ 短波長光
Ｌ３ 青色光
DESCRIPTION OF
44 to 46 Optical fiber L1 Red light L2 Short wavelength light L3 Blue light
Claims (8)
該プロジェクタから出射された光が投射されてカラー画像が表示されるスクリーンとを備えた投射型表示装置において、
前記プロジェクタの前記複数の光源が、赤色光出射光源と青色光出射光源のうち少なくとも一方と、４１０ｎｍ以下の短波長光を出射する短波長光源とからなり、
前記スクリーンが、前記短波長光により励起されて緑色光を蛍光発光する蛍光体が塗布されたものであることを特徴とする投射型表示装置。 A projector comprising a plurality of light sources driven in accordance with an image signal, and optical scanning means for two-dimensionally scanning each of the light emitted from the plurality of light sources in accordance with the image signal;
In a projection display device comprising a screen on which a color image is displayed by projecting light emitted from the projector,
The plurality of light sources of the projector includes at least one of a red light emitting light source and a blue light emitting light source, and a short wavelength light source that emits short wavelength light of 410 nm or less,
The projection display device, wherein the screen is coated with a phosphor that is excited by the short wavelength light to emit green light.
前記蛍光体は、前記青色光出射光源から出射される青色光により励起されない、若しくは前記青色光出射光源から出射される青色光により励起されて蛍光発光する光の強度が、前記青色光出射光源から出射される青色光の強度の１／５以下の蛍光体であることを特徴とする請求項１に記載の投射型表示装置。 The plurality of light sources of the projector includes the blue light emitting light source,
The phosphor is not excited by the blue light emitted from the blue light emitting light source, or is excited by the blue light emitted from the blue light emitting light source, and the intensity of the light emitted by the fluorescent light is from the blue light emitting light source. 2. The projection type display device according to claim 1, wherein the projection type display device is a phosphor having an intensity of 1/5 or less of the intensity of emitted blue light.
前記複数の光源が、赤色光出射光源と青色光出射光源のうち少なくとも一方と、４１０ｎｍ以下の短波長光を出射する短波長光源とからなることを特徴とするプロジェクタ。 In a projector for projecting a color image, comprising: a plurality of light sources driven in accordance with an image signal; and an optical scanning means for two-dimensionally scanning each of light emitted from the plurality of light sources in accordance with the image signal.
The projector, wherein the plurality of light sources include at least one of a red light emitting light source and a blue light emitting light source, and a short wavelength light source that emits short wavelength light of 410 nm or less.
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