(57)【要約】  レーザ光のビームを変調する方法及び装置が提供される。音響光学変調器（ＡＯＭ）は、ブラッグ角に近似する角度で持続波（ＣＷ）レーザ光を受け入れるように配置される。次いで、変調の微調整を用いて、ブラッグ角からの実際の角度の変動のいずれをも補償する。フォトダイオードは、ＡＯＭの動作を調整又は調節するのに用いることができるフィードバック信号を与える。フォトダイオードは、１次の回折におけるレーザ光を受け入れ、ＡＯＭにより生成された１次の回折レーザ光の大きさを示す信号を与えるように配置される。フォトダイオード信号は、ＲＦ周波生成器に連結されて、ブラッグ角における変動のいずれをも補償するために、ＡＯＭにおける音響波を変更するようにＲＦ周波数を調整することができる。
2007524122.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を変調する方法であって、
光学変調器に対するブラッグ角で一般に入射する角度においてレーザ光を前記光学変調器に供給するステップと、
前記光学変調器の動作を調整して、前記ブラッグ角からの前記レーザ光の変位の少なくとも一部を補償するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記光学変調器が、無線周波信号の関数として、音響波を生成するようにされた音響光学変調器であり、前記光学変調器の動作を調整して、前記ブラッグ角からの前記レーザ光の変位の少なくとも一部を補償するステップが、さらに、前記光学変調器により生成された少なくとも１つの次数の回折のレーザ光の特性を測定するステップと、前記無線周波信号を、前記測定された特性の関数として調整するステップとを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記光学変調器により生成された少なくとも１つの次数の回折のレーザ光の特性を測定するステップと、前記無線周波信号を、前記測定された特性の関数として調整するステップが、さらに、前記光学変調器により生成された少なくとも１つの次数の回折において、レーザ光の強さを測定するステップと、前記無線周波信号を、前記測定された強さの関数として調整するステップとを含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記光学変調器により生成された少なくとも１つの次数の回折のレーザ光の強さを測定するステップと、前記無線周波信号を、前記測定された強さの関数として調整するステップが、さらに、前記光学変調器により生成された少なくとも１次の回折のレーザ光の強さを測定するステップと、前記無線周波信号を、前記測定された強さの関数として調整するステップを含む請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記光学変調器により生成された少なくとも１次の回折のレーザ光の強さを測定するステップと、前記無線周波信号を、前記測定された強さの関数として調整するステップが、さらに、前記光学変調器により生成された少なくとも１次の回折のレーザ光の強さを測定するステップと、前記無線周波信号を調整して、前記測定された強さを実質的に最大にするステップとを含む請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記光学変調器により生成された少なくとも１次の回折のレーザ光の強さを測定するステップと、前記無線周波信号を、前記測定された強さの関数として調整するステップが、さらに、前記光学変調器により生成された少なくともゼロ次の回折のレーザ光の強さを測定するステップと、前記無線周波信号を、前記測定された強さの関数として調整するステップとを含む請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記光学変調器により生成された少なくともゼロ次の回折のレーザ光の強さを測定するステップと、前記無線周波信号を、前記測定された強さの関数として調整するステップが、さらに、前記光学変調器により生成された少なくともゼロ次の回折のレーザ光の強さを測定するステップと、前記無線周波信号を調整して、前記測定された強さを実質的に最小にするステップとを含む請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記光学変調器が、生成された少なくとも１つの次数の回折の強さを変更するように調整可能であり、したがって、前記光学変調器の動作を調整して、前記ブラッグ角からの前記レーザ光の変位の少なくとも一部を補償するステップが、さらに、前記光学変調器により生成された少なくとも１つの次数の回折のレーザ光の強さを測定するステップと、前記光学変調器を調整して、少なくとも１つの次数の回折のレーザ光の望ましい強さを生成するステップとを含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記光学変調器を調整して、少なくとも１つの次数の回折のレーザ光の望ましい強さを生成するステップが、さらに、前記光学変調器を調整して、少なくとも１つの次数の回折のレーザ光の望ましい強さを実質的に最大にするステップを含む請求項４に記載の方法。
【請求項１０】
レーザ光を変調する方法であって、
光学変調器に対するブラッグ角で一般に入射する角度においてレーザ光を前記光学変調器に供給するステップと、
前記光学変調器を調整して、少なくとも１つの次数の回折のレーザ光の望ましい特性を生成するステップと、
を含む方法。
【請求項１１】
前記光学変調器が、無線周波信号の関数として、音響波を生成するようにされた音響光学変調器であり、前記光学変調器を調整して、少なくとも１つの次数の回折のレーザ光の望ましい特性を生成するステップが、さらに、前記光学変調器により生成された少なくとも１つの次数の回折のレーザ光の特性を測定するステップと、前記無線周波信号を、前記測定された特性の関数として調整するステップとを含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記光学変調器により生成された少なくとも１つの次数の回折のレーザ光の特性を測定するステップが、さらに、前記光学変調器により生成された少なくとも１つの次数の回折のレーザ光の強さを測定するステップと、前記無線周波信号を、前記測定された強さの関数として調整するステップとを含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記光学変調器により生成された少なくとも１つの次数の回折のレーザ光の強さを測定するステップと、前記無線周波信号を、前記測定された強さの関数として調整するステップが、さらに、前記光学変調器により生成された少なくとも１次の回折のレーザ光の強さを測定するステップと、前記無線周波信号を、前記測定された強さの関数として調整するステップとを含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記光学変調器により生成された少なくとも１次の回折のレーザ光の強さを測定するステップと、前記無線周波信号を、前記測定された強さの関数として調整するステップが、さらに、前記光学変調器により生成された少なくとも１次の回折のレーザ光の強さを測定するステップと、前記無線周波信号を調整して、前記測定された強さを実質的に最大にするステップとを含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記光学変調器により生成された少なくとも１つの次数の回折のレーザ光の強さを測定するステップと、前記無線周波信号を、前記測定された強さの関数として調整するステップが、さらに、前記光学変調器により生成された少なくともゼロ次の回折のレーザ光の強さを測定するステップと、前記無線周波信号を、前記測定された強さの関数として調整するステップとを含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記光学変調器により生成された少なくともゼロ次の回折のレーザ光の強さを測定するステップと、前記無線周波信号を、前記測定された強さの関数として調整するステップが、さらに、前記光学変調器により生成された少なくともゼロ次の回折のレーザ光の強さを測定するステップと、前記無線周波信号を調整して、前記測定された強さを実質的に最小にするステップとを含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記光学変調器を調整して、少なくとも１つの次数の回折のレーザ光の望ましい強さを生成するステップが、さらに、前記光学変調器を調整して、少なくとも１つの次数の回折のレーザ光の望ましい強さを実質的に最大にするステップを含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
レーザ光を変調する装置であって、
光学変調器に対するブラッグ角で一般に入射する角度においてレーザ光を前記光学変調器に供給するための手段と、
前記光学変調器の動作を調整して、前記ブラッグ角からの前記レーザ光の変位の少なくとも一部を補償するための手段と、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項１９】
レーザ光を変調する装置であって、
レーザ光源と、
光学変調器に対するブラッグ角で一般に入射する角度においてレーザ光を受け入れるように配置された光学変調器と、
前記光学変調器の動作を調整して、前記ブラッグ角からの前記レーザ光の変位の少なくとも一部を補償するための手段と、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項２０】
レーザ光を変調する装置であって、
レーザ光源と、
光学変調器に対するブラッグ角で一般に入射する角度においてレーザ光を受け入れるように配置された光学変調器と、
前記光学変調器により生成された少なくとも１つの次数の回折のレーザ光の特性を測定するようにされたセンサと、
前記光学変調器の動作を調整して、前記ブラッグ角からの前記レーザ光の変位の少なくとも一部を補償するようにされた制御装置と、
を含むことを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、電子ディスプレイに関し、より具体的には、多色レーザ投影ディスプレイ（ＬＰＤ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
単色又はモノクロームのＬＰＤは、ラスタベースの走査システムを用いて実施されている。ラスタベースのＬＰＤは、レーザと、視認スクリーン上でレーザ光をラスタパーターンで走査するように水平方向及び垂直方向に移動する振動ミラーとを用いる。ミラーの移動と合わせてレーザを制御可能に変調することにより、二次元画像を生成することができる。実際、ＬＰＤは、１０台から１００台のＭＨｚ範囲における周波数でミラーを変調させることによって、ＶＧＡ等又はより高い解像度の高品質画像を生成することができる。
【０００３】
フルカラー・ディスプレイは広く使用され、一般社会により望まれ、受け入れられているが、モノクローム・ディスプレイの有益性には制限がある。フルカラーのＬＰＤは、幅広いスペクトルの色を生成するように、赤色、青色、及び緑色のレーザ光を制御可能に組み合わせることにより生成することができる。一般に、赤色、青色、及び緑色のレーザは市販されているが、半導体レーザダイオードといった小型ファクタでは市販されていない。実際、赤色及び青色の波長を射出する半導体レーザダイオードは入手可能で、直接変調することができるが、緑色の波長を射出する市販の半導体レーザはない。赤色、緑色、及び青色の波長を有することは、真のフルカラー表示を可能にするため、緑色のレーザを用いることが有利である。さらに、人間の視覚は、緑色に対してより敏感である。したがって、同じく発されたレーザのパワーにおいては、緑色のレーザ光が含まれている場合には、より明るい表示が知覚される。
【０００４】
本発明は、上述された１つ又はそれ以上の問題の影響を克服する、又は、少なくとも減少させることに向けられる。
【発明の開示】
【０００５】
本発明の一態様においては、レーザ光を変調する方法が提供される。この方法は、光学変調器に対するブラッグ角で一般に入射する角度においてレーザ光を光学変調器に供給するステップと、光学変調器の動作を調整して、ブラッグ角からのレーザ光の変位の少なくとも一部を補償するステップと、を含む。
【０００６】
本発明の別の態様においては、レーザ光を変調する方法が提供される。この方法は、光学変調器に対するブラッグ角で一般に入射する角度においてレーザ光を光学変調器に供給するステップと、光学変調器を調整して、少なくとも１つの次数の回折のレーザ光の望ましい特性を生成するステップと、を含む。
【０００７】
本発明のさらに別の態様においては、レーザ光を変調する装置が提供される。この装置は、レーザ光源と、光学変調器と、センサと、制御装置とを含む。光学変調器は、光学変調器に対するブラッグ角で一般に入射する角度においてレーザ光を受け入れるように配置される。センサは、光学変調器により生成された少なくとも１つの次数の回折のレーザ光の特性を測定するようにされる。制御装置は、光学変調器の動作を調整して、ブラッグ角からのレーザ光の変位の少なくとも一部を補償するようにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、同様な参照番号が同様の要素を示す添付図面に基づく以下の説明を参照することにより理解することができる。
【０００９】
本発明は、種々の改変及び代替的な形態が可能であるが、その特定の実施形態は、一例として図面に示され、ここで詳細に述べられる。しかし、ここでの特定の実施形態についての説明は、本発明を開示される特定の形態に限定することを意図するものではなく、逆に、添付の特許請求の範囲により定義される本発明の精神及び範囲内に入るすべての改変、等価物、及び代替的手法をカバーすることを意図することを理解すべきである。
【００１０】
本発明の例示的な実施形態を以下に述べる。明確さのために、本明細書においては、実際の実施のすべての特徴が述べられるわけではない。もちろん、こうした実際の実施形態のいずれにおける開発でも、実施ごとに異なる、システム関連及び事業関連の制約との追従性といった、開発者の特定の目標を実現するために、幾多の実施特有の決定をしなければならない。さらに、こうした開発努力は複雑で、時間のかかるものであるが、それにもかかわらず、この開示の利点を得た当業者にとっては、通常の技術であることが理解される。
【００１１】
以下の同時係属中の出願を、本明細書において全体を引用によりここに組み入れる。Ｍｉｋ  Ｓｔｅｒｎ他によるＭｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ａｌｉｇｎｉｎｇ  ａ  Ｐｌｕｒａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｌａｓｅｒｓ  ｉｎ  ａｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｄｅｖｉｃｅ、Ｍｉｋ  Ｓｔｅｒｎ他によるＭｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｙ  Ｒｅｄｕｃｉｎｇ  Ｐｏｗｅｒ  Ｄｅｌｉｖｅｒｅｄ  ｂｙ  ａ  Ｌａｓｅｒ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ、Ｎａｒａｙａｎ  Ｎａｍｂｕｄｉｒｉ他によるＭｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｄｉｓｐｌａｙｉｎｇ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｉｎ  Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｕｓｉｎｇ  ａ  Ｌａｓｅｒ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ、Ｎａｒａｙａｎ  Ｎａｍｂｕｄｉｒｉ他によるＭｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ  ａｎ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｂｅｔｗｅｅｎ  ａ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  ａｎｄ  ａ  Ｌａｓｅｒ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ、Ｐａｕｌ  Ｄｖｏｒｋｉｓ他によるＡ  Ｃｏｌｏｒ  Ｌａｓｅｒ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ、Ｃｈｉｎｈ  Ｔａｎ他によるＭｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｃａｐｔｕｒｉｎｇ  Ｉｍａｇｅｓ  Ｕｓｉｎｇ  Ａ  Ｃｏｌｏｒ  Ｌａｓｅｒ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ、Ｒｏｎ  Ｇｏｌｄｍａｎ他によるＬａｓｅｒ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ、Ｃａｒｌ  ＷｉｔｔｅｎｂｅｒｇによるＭｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇ  ｆｏｒ  Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎｓ  ｉｎ  ａ  Ｌａｓｅｒ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ、及び、Ｄｍｉｔｒｙ  Ｙａｖｉｄ他によるＭｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｙ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｇ  ａ  Ｌａｓｅｒ  ｉｎ  ａ  Ｌａｅｒ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ。
【００１２】
ここで図面、特に図１を参照すると、本発明の一実施形態によるレーザ投影ディスプレイ（ＬＰＤ）１００の様式的なブロック図が示されている。図示実施形態においては、ＬＰＤ１００は、３つのレーザ１０２、１０４、１０６を含み、この各々は、赤色、緑色、青色といった独特な色で構成される光ビーム１０８、１１０、１１２を射出することができる。当業者であれば、レーザの数、及びそこから射出された光の色は、本発明の精神及び範囲から離れることなく変更することができることを理解するであろう。
【００１３】
レーザ１０２、１０４、１０６は、共通の平面１１４に配置されて、光ビーム１０８、１１０、１１２は互いに傾斜して向けられ、第１走査ミラー１１８といった第１の走査デバイス上の実質的に共通の位置１１６上に入るようになり、ここから光ビーム１２０、１２２、１２４として反射される。図示実施形態においては、第１走査ミラー１１８は、比較的高速で、軸１２０上で振動する（例えば、約２０ないし３０ＫＨｚ）。第１走査ミラー１１８の回転又は振動は、光ビーム１０８、１１０、１１２を移動させる。すなわち、第１走査ミラー１１８の角度方向位置が変わると、第１走査ミラー１１８からの光ビーム１２０、１２２、１２４の反射角度も変わる。従って、ミラーが振動すると、反射された光ビーム１２０、１２２、１２４が走査されて、二次元ディスプレイの１つの部品に沿った光ビーム１２０、１２２、１２４の移動を生成する。
【００１４】
二次元ディスプレイの第２の部品は、ミラー１２６といった第２の走査デバイスにより生成される。図示実施形態においては、第２ミラー１２６は、ピボット点１３０においてモータ１２８に連結されて、第１ミラー１１８の回転軸に対してほぼ直角の軸の周りに回転運動又は振動運動を生成する。光ビーム１２０、１２２、１２４は、光ビーム１３２、１３４、１３６として第２ミラー１２６から反射され、視認表面１３８に向けられる。視認表面１３８は、本発明の精神及び範囲から離れることなく、様々な形態のいずれをも取ることができる。例えば、視認表面１３８は、レーザ１０２、１０４、１０６により、正面又は背面から照明される固定スクリーンであってもよいし、ＬＰＤ１００に一般的なハウジング（図示せず）内に収容されていてもよいし、或いは、視認表面１３８は、利便性ある形態のいずれか、すなわち、ＬＰＤ１００から離間された壁又はスクリーンといった一般に平らな表面を取ってもよい。
【００１５】
第２ミラー１２６は、第１ミラー１１８の速度と比較すると、相対的に低速で振動又は回転する（例えば、約６０Ｈｚ）。従って、図２に示すように、光ビーム１３２、１３４、１３６は、一般に、ディスプレイ表面１３８上の経路１４０を辿ることが理解されるであろう。当業者であれば、経路１４０は、カソード光線管テレビ及びコンピュータのモニタに一般に採用されるラスタ走査と同様な形状及び概念であることを理解するであろう。
【００１６】
本発明は、ここでは、別個の第１走査ミラー１１８及び第２走査ミラー１２６を採用する実施形態の内容で述べられるが、当業者であれば、同様な経路１４０は、単一のミラーを用いることにより生成することができることを理解するであろう。単一のミラーは、２つの回転軸の周りを移動して、２つの直角の軸に沿って、高速の振動運動及び低速の振動運動を与えることができる。
【００１７】
図１により明らかであるように、レーザ１０２、１０４、１０６の傾斜した位置決めのために、レーザ１０２、１０４、１０６が、光ビーム１０８、１１０、１１２を同じ平面１１４内、及び、ミラー１１８上の（回転軸１２０における）同じ点に供給するように機械的及び光学的に配置されていたとしても、各々は異なる反射角度を有して、光ビーム１２０、１２２、１２４を発散させる。制御装置１４２は、レーザ１０２、１０４、１０６を制御可能に活性させて、効率的に、光ビーム１２０、１２２、１２４を同一線上にし、これらが第２ミラー１２６から反射されて、第２ミラーから視認表面１３８までの距離とは比較的独立した、視認表面１３８上の同じ点に供給されるようにする。
【００１８】
ここで図３Ａ及び図３Ｂを参照すると、制御装置１４２が光ビーム１２０、１２２、１２４を同一線上にする動作が説明されている。説明を簡単にするために、図３においては、２つのレーザ１０２、１０４のみを示すが、当業者であれば、ここで説明される概念は、本発明の精神及び範囲から離れることなく、３つ又はそれ以上のレーザに拡張することができることを理解するであろう。図３Ａに示すように、レーザ１０２、１０４が同時に活性化されたときには、反射された光ビーム１２０、１２２は発散する。しかし、図３Ｂに示すように、レーザ１０２、１０４がわずかに異なる時間に活性化された場合には、光ビーム１２０、１２２は、単一の共通経路を辿るようにすることができる（すなわち、光ビーム１２０、１２２は同一線上になる）。例えば、レーザ１０２が第１の時間ｔ１で活性化された場合には、ミラー１１８は、実線で表わされる第１の位置になり、光ビーム１０８は、光ビーム１２０のようにミラー１１８から反射する。次いで、レーザ１０４が第２の時間ｔ２で活性化された場合には、ミラー１１８は、光ビーム１２２のようにミラー１１８から反射する。時間ｔ２を精密に制御することにより、ミラー１１８は、光ビーム１２０と実質的に同じ経路に沿って、光ビーム１２２を正確に反射する位置になる。
【００１９】
従って、制御装置１４２の動作により、光ビーム１２０、１２２は、実質的に同一線上になるが、そのうちわずかに変位される。すなわち、光ビーム１２０、１２２は、ここで、両方とも、わずかに異なる時間においてであるが、ディスプレイ表面１３８上の実質的に同じ点の上に投影される。しかし、人間の視覚の存続により、タイミングの変動を検出することはできない。すなわち、図１に述べられた３つのレーザシステムの場合においては、レーザ１０２、１０４、１０６の各々は、独特な色及び強さのレーザ光を、比較的短いウィンドウ時間内で制御可能に視認表面１３８上のほぼ同じ点に供給する。人間の目は、３つの別個の色を検出することはないが、３つの光ビームの配合を知覚して、一貫した、望ましい色相が視認表面上のその点に現れるようになる。当業者であれば、この工程は、視認表面１３８上に画像を再生成するために、経路１４０に沿って何度も繰り返すことができることを理解するであろう。
【００２０】
上述のように、赤色及び青色の波長を射出する半導体レーザダイオードは市販されており、上述のラスタベースのシステムにおいて赤色及び青色の光のビームを生成するレーザ１０２、１０４として直接用いることができる。緑色のレーザ光ビームを生成することができる小型ファクタのレーザは、これまで、一般に入手不可能であった。持続波（ＣＷ）の緑色レーザ光は、Ｎｄ：ＹＡＧ又はＮｄ：ＹＶＯ４の赤外線ソリッドステートのレーザを倍周波にすることにより生成されるが、こうしたソリッドステートのレーザの緩和寿命は、幾つかのレーザディスプレイ用途には遅すぎることがある。すなわち、これらの倍周波レーザは、高解像度表示を生成するのに十分なだけ高速に変調できない。しかし、本発明は、赤外線半導体レーザダイオードを変調して、赤色、緑色、又は青色の表示を生成可能であることを示す。
【００２１】
図４は、緑色のレーザ光を生成するように配置されたレーザ１０６の一実施形態のブロック図を示す。一般に、音響光学変調器（ＡＯＭ）４００を、ＣＷレーザ光を変調するように構成して、緑色のレーザ光を生成できるようにすることができる。
【００２２】
レーザ光は、一般に、ＡＯＭに４００対してブラッグ角で入射するように配置することができる。ＲＦ周波数により生成されたＡＯＭ４００における音響波とレーザビームとの相互作用が回折次数を生成する。回折レーザビームは、このようにして変調される。例えば、ＡＯＭ４００が音響信号を生成して、レーザビームを変調している場合には、種々の回折次数が生成される。しかし、ＡＯＭ４００がレーザビームを変調していない場合（例えば、音響信号が存在しない場合）には、種々の回折次数は存在しない（ゼロ次以外は）。すなわち、種々の回折次数は、「オフ・オン」されて、変調されたレーザビームを生成する。当業者であれば、種々の回折次数のいずれをも使用することができるが、典型的には、１次の回折が最も多いエネルギを含み、したがって、通常、システムにより使用される次数の回折になることが理解されるであろう。
【００２３】
ブラッグ関係は、以下の式により捕捉され、
θBragg=λｆc／２Ｖa
ここで、θBraggはブラッグ角で、典型的には、１度の次数であり、λはレーザ波長であり、ｆcは音響波を生成するＲＦ周波数であり、ＶaはＡＯＭ媒体における音響波の速度である。
【００２４】
高い回折効率を確実にするためには、ＡＯＭは、一般に、ブラッグ角の約１／１０番目或いは０．１度、又はこれより少ない精度に位置合わせすることができる。このレベルの精度が可能な機械的位置合わせシステムは、実現すること、及び、消費者用のディスプレイ製品において維持することが困難であることがある。少なくとも、機械的位置合わせ機構は、製品に大きさと費用を加える。さらに、位置合わせの質は、時間と共に変わり、又は、温度及び／又は湿度の変化でも変わる。いずれにしても、こうした機械的システムは、むしろデリケートなものになる傾向があり、その用途は実験室型の環境に制限されることになる。
【００２５】
ＡＯＭ４００をレーザビームに対して微細に機械的に位置合わせする代わりに、ＡＯＭ４００内で音響波を生成するＲＦ周波数を変更することにより、必要とされるブラッグ角を、既存のレーザ／ＡＯＭアセンブリの位置合わせに適合させるように調整することが可能である。すなわち、ＡＯＭ４４０に適用されたＲＦ周波数を微調整することにより、ＡＯＭ４００の動作は、ＡＯＭ４００とレーザビームとの間のいずれの位置ずれをも補償するように調整することができる。上の説明により明らかであるように、ブラッグ角は、ＲＦ周波数に対して線形に変化する。
【００２６】
図４は、回折レーザビームのパワーを測定するのにフォトダイオード４０２を用いる位置合わせ設定の一実施形態を示す。フォトダイオード信号は、一般に望ましいＲＦ周波信号を生成するように予め設定されたＲＦ周波生成器４０４に連結される。フォトダイオード信号は、ＲＦ周波数を微調整して、ブラッグ角の変動のいずれをも補償するように動作する。ＲＦ周波数は、キャパシタンス或いはインダクタンス調整、又は、電圧制御された発振器といった種々の周知の構造により調整することができる。フォトダイオード４０２は、ＡＯＭ４００により生成された次数が付けられたビームの１つ又はそれ以上を受け入れるように配置することができる。フォトダイオード４０２が、（図示のように）その伝播経路に沿って入射するレーザビームの変調形態であるゼロ次ビームにおける信号を捕捉するように配置されている場合には、フォトダイオード４０２により最小パワーが測定されたときに、ＲＦ周波生成器４０４の微調整を停止させるように制御ループが構成される。フォトダイオードが、表示のために通常用いられるビームである１次の回折ビームを捕捉するように配置されている場合には、制御ループは、フォトダイオード４０２により最大パワーが測定されたときに、ＲＦ周波生成器４０４の調整を停止する。
【００２７】
したがって、ブラッグ角の電子的調整は、一番よく見たところで、微細な機械的位置合わせを減少又はなくすことができる。少なくとも、これは、位置合わせ手順に対して付加的な調整を与える。
【００２８】
他に特に明記されていない限り、又は、説明から明らかであるように、「処理する」又は「コンピューティング」又は「計算する」又は「定める」又は「表示する」その他同様なものといった用語は、コンピュータシステムのレジスタ及びメモリ内の物理的な電子量として表現されるデータを、コンピュータシステムのレジスタ及びメモリ内、又は他のこうした情報格納部、伝送又は表示デバイス内の物理的な電子量として表現される同様なデータに操作及び変換するコンピュータシステム又は同様な電子コンピューティングデバイスの動作又はプロセスを指す。
【００２９】
当業者であれば、ここでの種々の実施形態に示される種々のシステム層、ルーチン、又はモジュールは、実行可能な制御ユニットとすることができることを理解するであろう。制御ユニットは、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ、プロセッサカード（１つ又はそれ以上のマイクロプロセッサ又は制御装置を含む）、又は他の制御デバイス又はコンピューティングデバイスを含むことができる。この説明において言及される格納デバイスは、データ及び命令を格納するための１つ又はそれ以上の機械可読格納媒体を含むことができる。格納媒体は、動的又は静的ランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ又はＳＲＡＭ）、消去可能でプログラム可能な読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電子的に消去可能でプログラム可能な読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、及びフラッシュメモリといった半導体メモリ、固定のフロッピー形態の除去可能ディスクといった磁気ディスク、テープを含む他の磁気媒体、及びコンパクトディスク（ＣＤ）又はデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）といった光学媒体を含む、異なるメモリ形態を含むことができる。種々のシステムにおける種々のソフトウェア層、ルーチン、又はモジュールは、それぞれの格納デバイス内に格納することができる。命令が制御ユニットにより実行された場合には、対応するシステムがプログラムされた動作を実行するようにさせる。
【００３０】
本発明は、ここでの教示の利点を得た当業者に明らかな、異なるが、等価な手法により修正され、実行することができるため、上に開示された特定の実施形態は、例示的なものに過ぎない。さらに、特許請求の範囲に記載されるもの以外に、ここに示される構成又は設計の詳細に対しては、どのような制限も意図されていない。従って、説明されたシステムを実施し、使用するのに必要とされる処理回路は、特定用途向け集積回路、ソフトウェアにより駆動される処理回路、ファームウェア、プログラム可能な論理デバイス、ハードウェア、本開示の利益を得た当業者により理解される個別の部品又は上述の部品の構成において実施することができる。したがって、上で開示された特定の実施形態は、改変又は修正することができ、すべてのこうした変形態様は、本発明の範囲及び精神の中にあると考えられる。したがって、ここで要求される保護は、特許請求の範囲に述べられる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態の上面図の様式的なブロック図である。
【図２】図１に示す視認表面の様式的な図である。
【図３Ａ】動作中の時間における走査デバイスの平面図を示す。
【図３Ｂ】動作中の時間における走査デバイスの平面図を示す。
【図４】回折されたビームのパワーを測定するのにフォトダイオードを用い、ＲＦ周波数を調整するのにフォトダイオード信号を用いる位置合わせ設定の一実施形態を示す。
【図１】
2007524122.tif 000003
【図２】
2007524122.tif 000004
【図３Ａ】
2007524122.tif 000005
【図３Ｂ】
2007524122.tif 000006
【図４】
2007524122.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成18年7月25日(2006.7.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザビームを音響光学変調器（ＡＯＭ）と電子的に位置合わせするための装置であって、
ａ）レーザビームを、ＡＯＭの縦方向軸に対する入射角度で、ビーム強度を有するゼロ次ビームとして前記ＡＯＭから出て行くように向けるための手段と、
ｂ）前記ＡＯＭに対して駆動振幅及び駆動周波数を有する音響駆動信号を伝えて、ビーム強度を有する１次ビームとして、前記縦方向軸に対して偏向した角度で前記ＡＯＭに入射するレーザ光を偏向及び回折するための複数の音響平面波を、前記ＡＯＭにおいて生成するための音響駆動装置と、
ｃ）次数が付けられたビームの少なくとも１つのビーム強度を検出するための検出器を含む、回折効率のために前記入射角度を電子的に調整してブラッグ角にし、前記音響駆動信号の駆動周波数を電子的に変更し、次いで、前記ブラッグ角を、前記検出器により検出される前記ビーム強度の関数として電子的に変更するための手段と、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記向けるための手段が、緑色に対応する波長で前記レーザビームを射出するためのレーザを含む請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記レーザが倍周波の赤外線レーザである請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記音響駆動装置が、前記音響駆動信号の前記駆動周波数を、ＲＦ駆動信号のＲＦ周波数として生成するための無線周波（ＲＦ）生成器を含む請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記ブラッグ角が、前記音響駆動信号の前記駆動周波数と線形に関連する請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記駆動周波数が初期値に設定されており、前記検出器が、前記ビームの少なくとも１つのビーム強度の初期値を検出するように動作し、前記初期値が、前記入射角を前記ブラッグ角として設定し、前記検出器が、前記ビーム強度の前記初期値からの変動を検出し、かつ、前記変動の検出に応じて、前記駆動周波数の前記初期値を変更するように動作する請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記ＲＦ周波数が調整回路により設定され、前記検出器が、前記調整回路を調整するインピーダンスのための制御信号を生成する請求項４に記載の装置。
【請求項８】
前記ＲＦ周波数が、電圧制御された発振器により設定され、前記検出器が、前記発振器の電圧を制御するための制御信号を生成する請求項４に記載の装置。
【請求項９】
前記検出器が、ゼロ次ビームのビーム強度を検出して、前記ゼロ次ビームのビーム強度の最小値が検出されたときに、前記駆動周波数を変更することを停止するように動作する請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記検出器が、１次ビームのビーム強度を検出して、前記１次ビームのビーム強度の最大値が検出されたときに、前記駆動周波数を変更することを停止するように動作する請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記ＲＦ駆動信号をビデオ信号と混合して、前記駆動振幅を変調し、次いで、前記１次ビームのビーム強度を変調するためのビデオ源を含む請求項４に記載の装置。
【請求項１２】
レーザビームを音響光学変調器（ＡＯＭ）と電子的に位置合わせするための方法であって、
ａ）レーザビームを、ＡＯＭの縦方向軸に対する入射角度で、ビーム強度を有するゼロ次ビームとして前記ＡＯＭから出て行くように向けるステップと、
ｂ）前記ＡＯＭに対して駆動振幅及び駆動周波数を有する音響駆動信号を伝えて、ビーム強度を有する１次ビームとして、前記縦方向軸に対して偏向した角度で前記ＡＯＭに入射するレーザ光を偏向及び回折するための複数の音響平面波を、前記ＡＯＭにおいて生成するステップと、
ｃ）次数が付けられたビームの少なくとも１つのビーム強度を検出するための検出器を含む、回折効率のために前記入射角度を電子的に調整してブラッグ角にし、前記音響駆動信号の駆動周波数を電子的に変更し、次いで、前記ブラッグ角を、前記検出器により検出される前記ビーム強度の関数として電子的に変更するステップと、
を含む方法。
【請求項１３】
前記向けるためのステップが、緑色に対応する波長で前記レーザビームを射出するためのレーザにより実行される請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記ブラッグ角が、前記音響駆動信号の前記駆動周波数と線形に関連する請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記駆動周波数を初期値に設定するステップと、前記ビームの少なくとも１つのビーム強度の初期値を検出して、入射角を前記ブラッグ角として設定するステップとを含み、前記調整するステップが、前記ビーム強度の前記初期値からの変動を検出するステップと、前記変動の検出に応じて、前記駆動周波数の前記初期値を変更するステップとを含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記検出するステップが、ゼロ次ビームのビーム強度を検出することにより実行され、前記変更するステップは、前記ゼロ次ビームのビーム強度の最小値が検出されたときに、前記駆動周波数を変更することを停止する請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記検出するステップが、１次ビームのビーム強度を検出することにより実行され、前記変更するステップは、前記１次ビームのビーム強度の最大値が検出されたときに、前記駆動周波数を変更することを停止する請求項１２に記載の方法。
【国際調査報告】
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2007524122.tif 000009
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