JP3057252B2 - ディスプレイ装置 - Google Patents
ディスプレイ装置Info
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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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- screen
- phosphor
- laser beam
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- Video Image Reproduction Devices For Color Tv Systems (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
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。
体励起型のディスプレイ装置に関する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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で
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。
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で
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。
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。
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。
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。
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。
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。
（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。
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。
（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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
（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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
〔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。
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。
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。
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。
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。
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。
───────────────────────────────────────────────────── 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
Claims (1)
- 【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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1018734A JP3057252B2 (ja) | 1989-01-27 | 1989-01-27 | ディスプレイ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1018734A JP3057252B2 (ja) | 1989-01-27 | 1989-01-27 | ディスプレイ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02199975A JPH02199975A (ja) | 1990-08-08 |
| JP3057252B2 true JP3057252B2 (ja) | 2000-06-26 |
Family
ID=11979901
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1018734A Expired - Fee Related JP3057252B2 (ja) | 1989-01-27 | 1989-01-27 | ディスプレイ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3057252B2 (ja) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5003179A (en) * | 1990-05-01 | 1991-03-26 | Hughes Aircraft Company | Full color upconversion display |
| US5473396A (en) * | 1993-09-08 | 1995-12-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Display apparatus and method of making the same |
| JP3460840B2 (ja) | 1995-06-02 | 2003-10-27 | 松下電器産業株式会社 | 光素子、レーザ光源及びレーザ装置並びに光素子の製造方法 |
| GB9709926D0 (en) * | 1997-05-15 | 1997-07-09 | Screen Tech Ltd | Liquid-crystal display |
| JP2004354763A (ja) * | 2003-05-29 | 2004-12-16 | Seiko Epson Corp | スクリーン、画像表示装置及びリアプロジェクタ |
| JP2005010191A (ja) * | 2003-06-16 | 2005-01-13 | Seiko Epson Corp | 画像表示装置及びプロジェクタ |
| JP4111947B2 (ja) * | 2004-11-30 | 2008-07-02 | 株式会社テラ・ブレインズ | レーザ光用スクリーンの製造方法 |
| CN101218621B (zh) * | 2005-04-01 | 2011-07-13 | Prysm公司 | 具有包含光学荧光材料的屏幕的显示***和装置 |
| CN101331430B (zh) * | 2005-12-14 | 2013-07-17 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 发光器件 |
| EP2021861B1 (en) * | 2006-05-05 | 2012-09-26 | Prysm, Inc. | Phosphor compositions and other fluorescent materials for display systems and devices |
| EP2026834B1 (en) * | 2006-05-15 | 2015-02-25 | Prysm, Inc. | Multilayered fluorescent screens for scanning beam display systems |
| US9525850B2 (en) | 2007-03-20 | 2016-12-20 | Prysm, Inc. | Delivering and displaying advertisement or other application data to display systems |
| RU2442197C2 (ru) * | 2007-05-17 | 2012-02-10 | Призм, Инк. | Многослойные экраны со светоизлучающими полосками для систем отображения со сканирующим лучом |
| US8556430B2 (en) | 2007-06-27 | 2013-10-15 | Prysm, Inc. | Servo feedback control based on designated scanning servo beam in scanning beam display systems with light-emitting screens |
| JP2009288741A (ja) * | 2008-06-02 | 2009-12-10 | Mitsubishi Electric Corp | 画像表示装置 |
| WO2018154992A1 (ja) * | 2017-02-27 | 2018-08-30 | 株式会社ジャパンディスプレイ | 表示装置 |
-
1989
- 1989-01-27 JP JP1018734A patent/JP3057252B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02199975A (ja) | 1990-08-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |