(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤色半導体レーザモジュール（１）、緑色半導体レーザモジュール（２）、青色半導体レーザモジュール（３）、及び、前記赤色半導体レーザモジュール（１）、緑色半導体レーザモジュール（２）及び青色半導体レーザモジュール（３）の出力光路にいずれも順番に設けられる視準整形装置、コヒーレンス解消器、ライトバルブ、結像レンズを含むレーザーディスプレイシステムであって、
前記赤色半導体レーザモジュール（１）は、少なくとも一つの赤色半導体レーザユニットを含み、前記緑色半導体レーザモジュール（２）は、少なくとも一つの緑色半導体レーザユニットを含み、前記青色半導体レーザモジュール（３）は少なくとも一つの青色半導体レーザユニットを含み、前記赤色半導体レーザモジュール、緑色半導体レーザーモジュール及び青色半導体レーザーモジュールの少なくとも一つは、少なくとも二つの対応する半導体レーザユニットを含み、前記各赤色半導体レーザユニットの中心波長は、６３５ｎｍ〜６７０ｎｍから選ばれ、前記各緑色半導体レーザユニットの中心波長は、５１５ｎｍ〜５３０ｎｍから選ばれ、前記各青色半導体レーザユニットの中心波長は、４４０ｎｍ〜４６０ｎｍから選ばれ、各半導体レーザユニットの中心波長に差異があり、
前記システムは、半導体レーザ制御モジュール（１８）をさらに含み、前記半導体レーザ制御モジュール（１８）は、前記赤色半導体レーザモジュール（１）における赤色半導体レーザユニット、緑色半導体レーザモジュール（２）における緑色半導体レーザユニット、青色半導体レーザモジュール（３）における青色半導体レーザユニットをそれぞれ制御し、表示される色彩の要求に応じて、好適な中心波長を有する半導体レーザユニットを選択して発光させることにより、形成された色度三角形が、対応する色域をカバーすることを特徴とするレーザーディスプレイシステム。
【請求項２】
温度制御モジュール（１７）及び複数の放熱モジュール（１６-１、１６-２、１６-３）をさらに含み、前記赤色半導体レーザモジュール（１）、緑色半導体レーザモジュール（２）及び青色半導体レーザモジュール（３）は、それぞれ異なる放熱モジュールに固定され、前記温度制御モジュール（１７）は、前記複数の放熱モジュールの放熱量をそれぞれ制御することにより、放射するレーザーの波長を制御することを特徴とする請求項１に記載のレーザーディスプレイシステム。
【請求項３】
前記赤色半導体レーザモジュール（１）は、少なくとも二つの赤色半導体レーザユニットを含み、
前記緑色半導体レーザモジュール（２）は、少なくとも二つの緑色半導体レーザユニットを含み、
前記青色半導体レーザモジュール（３）は、少なくとも二つの青色半導体レーザユニットを含むことを特徴とする請求項１に記載のレーザーディスプレイシステム。
【請求項４】
前記半導体レーザユニットは、半導体レーザ単体又は半導体レーザアレイからなることを特徴とする請求項１に記載のレーザーディスプレイシステム。
【請求項５】
前記ビーム結合を行う装置はビーム結合器であることを特徴とする請求項１に記載のレーザーディスプレイシステム。
【請求項６】
前記ビーム結合を行う装置は、Ｘプリズム、ＴＩＲプリズム又は空間時系列ビーム結合装置であることを特徴とする請求項１に記載のレーザーディスプレイシステム。
【請求項７】
前記ライトバルブは、透過型液晶ライトバルブ、反射型液晶ライトバルブ又はデジタルマイクロミラーデバイスであることを特徴とする請求項１に記載のレーザーディスプレイシステム。
【請求項８】
前記視準整形装置は、非球面レンズ、柱レンズ、又は球面レンズであり、前記コヒーレンス解消器（７、８、９）は、微小光学部品、振動反射ミラー、回転波長板、マルチモード光ファイバ又は光ビームスキャナーであることを特徴とする請求項１に記載のレーザーディスプレイシステム。
【請求項９】
赤色半導体レーザモジュール（１）、緑色半導体レーザモジュール（２）、青色半導体レーザモジュール（３）、視準整形装置、コヒーレンス解消器、反射膜、導光板、液晶パネルを含むレーザーディスプレイシステムであって、
前記赤色半導体レーザモジュール（１）、緑色半導体レーザモジュール（２）及び青色半導体レーザモジュール（３）の出力光路にはいずれも、順番に視準整形装置及びコヒーレンス解消器が設けられ、コヒーレンス解消器によって処理された三束のレーザーは、順次に反射膜、導光板、液晶パネルを経て明瞭な画像を獲得し、
前記赤色半導体レーザモジュール（１）は、少なくとも二つの赤色半導体レーザユニットを含み、前記緑色半導体レーザモジュール（２）は、少なくとも二つの緑色半導体レーザユニットを含み、前記青色半導体レーザモジュール（３）は、少なくとも二つの青色半導体レーザユニットを含み、前記各赤色半導体レーザユニットの中心波長は、６３５ｎｍ〜６７０ｎｍから選ばれ、前記各緑色半導体レーザユニットの中心波長は、５１５ｎｍ〜５３０ｎｍから選ばれ、前記各青色半導体レーザユニットの中心波長は、４４０ｎｍ〜４６０ｎｍから選ばれ、各半導体レーザユニットの中心波長に差異があり、
前記システムは、半導体レーザ制御モジュール（１８）をさらに含み、前記半導体レーザ制御モジュール（１８）は、前記赤色半導体レーザモジュール（１）における赤色半導体レーザユニット、緑色半導体レーザモジュール（２）における緑色半導体レーザユニット、青色半導体レーザモジュール（３）における青色半導体レーザユニットをそれぞれ制御でき、表示される色彩の要求に応じて、好適な中心波長を有する半導体レーザーユニットを選択して発光させることにより、形成された色度三角形が、対応する色域をカバーすることを特徴とするレーザーディスプレイシステム。
【請求項１０】
赤色半導体レーザモジュール（１）、緑色半導体レーザモジュール（２）、青色半導体レーザモジュール（３）を含むレーザー光源であって、
前記赤色半導体レーザモジュール（１）は、少なくとも一つの赤色半導体レーザユニットを含み、前記緑色半導体レーザモジュール（２）は、少なくとも一つの緑色半導体レーザユニットを含み、前記青色半導体レーザモジュール（３）は、少なくとも一つの青色半導体レーザユニットを含み、前記赤色半導体レーザモジュール、緑色半導体レーザーモジュール及び青色半導体レーザーモジュールの少なくとも一つは、少なくとも二つの半導体レーザユニットを含み、前記各赤色半導体レーザユニットの中心波長は、６３５ｎｍ〜６７０ｎｍから選ばれ、前記各緑色半導体レーザユニットの中心波長は、５１５ｎｍ〜５３０ｎｍから選ばれ、前記各青色半導体レーザユニットの中心波長は、４４０ｎｍ〜４６０ｎｍから選ばれ、前記各半導体レーザユニットの中心波長に差異があり、
前記システムは、半導体レーザ制御モジュール（１８）をさらに含み、前記半導体レーザ制御モジュール（１８）は、前記赤色半導体レーザモジュール（１）における赤色半導体レーザユニット、緑色半導体レーザモジュール（２）における緑色半導体レーザユニット、青色半導体レーザモジュール（３）における青色半導体レーザユニットをそれぞれ制御し、表示される色彩の要求に応じて、好適な中心波長を有する半導体レーザーユニットを選択して発光させることにより、形成された色度三角形が、対応する色域をカバーすることを特徴とするレーザー光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザーディスプレイに関し、さらに具体的にはレーザーディスプレイシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザーは高い輝度を有するので、レーザーディスプレイは、人間の目の幾何学的解像度の限界に達する大画面表示を実現しやすい。レーザーは線スペクトルであり、例えば、レーザーのスペクトル幅は５ｎｍであるのに対し、従来のディスプレイのスペクトル幅は４０ｎｍであり、レーザーディスプレイが表示できる色の数が、従来のディスプレイの約５００倍に高められるので、レーザーディスプレイはダブル・ハイデフィニションを実現できる。また、レーザーは、より高い色の飽和度を有するので、色度三角形の頂角に近づく三原色の波長を選択することにより、形成される色度三角形の面積を、できるだけ大きくすることができ、大自然のよりリアル且つ豊富な色彩を表示でき、レーザーホログラフィー技術により本当の三次元表示を実現できる。したがって、レーザーディスプレイは、将来の表示技術発展の方向である。三原色半導体レーザＬＤモジュールをレーザーディスプレイの光源として採用することで、電気励起、高効率、長寿命、全固体、小型化、低コストを有するので、赤、緑、青の三原色ＬＤモジュールは、将来のレーザーディスプレイ産業化の最適な光源である。
【０００３】
現在、三原色ＬＤが産業化の正念場を迎える段階にあり、性能と値段がレーザーディスプレイ産業化の要求を満たすことができないため、現在のレーザーディスプレイについては、全固体レーザー又は混合光源により三原色光源を得るものが報道されている大半である。例えば、２００６年、中国科学院は、全固体レーザーを三原色光源とすることにより、８４インチ、１４０インチのレーザーＴＶのプロトタイプを発表した。２００９年、日本三菱社は、固体レーザー及びＬＤ混合光源により、６５インチ、７５インチのレーザーＴＶを開発した。２０１０年、日本カシオ社は、ＬＤ、ＬＥＤ及び蛍光粉混合光源のレーザー投影プロトタイプを開発した。２０１１年に、三菱社はさらにＬＤモジュール及びＬＥＤ混合照明を採用した液晶テレビを開発した。全固体レーザーを三原色光源とすることは、大規模に量産できず、しかも波長が調整不可能であり、構造が複雑であり、効率が低い。ＬＤモジュール及び蛍光粉の混合光源を採用する場合、蛍光のスペクトルが広いので、レーザーディスプレイの長所を十分に発揮できない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の解決しようとする課題は、レーザーディスプレイシステムのより高い色域カバー及び色温の調整可能を如何に実現するかということである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は、赤色半導体レーザモジュール、緑色半導体レーザモジュール、青色半導体レーザモジュール、視準整形装置、コヒーレンス解消器(coherent eliminator)、ライトバルブ、結像レンズを含むレーザーディスプレイシステムであって、
前記赤色半導体レーザモジュール、緑色半導体レーザモジュール及び青色半導体レーザモジュールの出力光路にはいずれも、視準整形装置及びコヒーレンス解消器が順番に設けられ、前記コヒーレンス解消器により処理された三束のレーザーは、最初に自分の光路におけるライトバルブを経てからビーム結合を行い、又は、最初にビーム結合を行ってから、同一のライトバルブに入り、その後、前記結像レンズを介してスクリーンに画像を表示する。
【０００６】
前記赤色半導体レーザモジュールの出力波長範囲は６３５ｎｍ〜６７０ｎｍであり、前記緑色半導体レーザモジュールの出力波長範囲は５１５ｎｍ〜５３０ｎｍであり、前記青色半導体レーザモジュールの出力の波長範囲は４４０ｎｍ〜４６０ｎｍである。
【０００７】
好ましくは、前記レーザーディスプレイシステムは、温度制御モジュール及び三つの放熱モジュールをさらに含み、前記赤色半導体レーザモジュール、緑色半導体レーザモジュール及び青色半導体レーザモジュールはそれぞれ、一つの放熱モジュールに固定され、前記温度制御モジュールは、前記三つの放熱モジュールの放熱量をそれぞれ制御することにより、出射されるレーザーの波長を制御する。温度制御モジュールで温度を制御することにより、半導体レーザモジュールの特定の出力パワー、特に大きいパワーにおける波長を調整できる。
【０００８】
好ましくは、前記赤色半導体レーザモジュールは、少なくとも一つの赤色半導体レーザユニットを含み、各前記半導体レーザユニットの中心波長は差異があり、かつこれらの組み合わせが前記赤色半導体レーザモジュールの出力の波長範囲によってカバーされることができる。前記緑色半導体レーザモジュールは、少なくとも一つの緑色半導体レーザユニットを含み、各前記緑色半導体レーザユニットの中心波長は差異があり、かつこれらの組み合わせが前記緑色半導体レーザモジュールの出力の波長範囲によってカバーされることができる。前記青色半導体レーザモジュールは、少なくとも一つの青色半導体レーザユニットを含み、各前記青色半導体レーザユニットの中心波長は差異があり、かつこれらの組み合わせが前記青色半導体レーザモジュールの出力の波長範囲によってカバーされることができる。
【０００９】
前記半導体レーザユニットは、半導体レーザ単体又は半導体レーザアレイからなる。
【００１０】
好ましくは、前記レーザーディスプレイシステムは、半導体レーザ制御モジュールをさらに含み、前記半導体レーザ制御モジュールは、前記赤色半導体レーザモジュールにおける前記赤色半導体レーザユニット、緑色半導体レーザモジュールにおける前記緑色半導体レーザユニット、青色半導体レーザモジュールにおける前記青色半導体レーザユニットをそれぞれ制御でき、表示される色彩の要求に応じて、赤、緑、青色半導体レーザモジュールの好適な中心波長を有する半導体レーザユニットを選択して発光させることにより、形成された色度三角形が、対応する色域をカバーする。赤、緑、青色半導体レーザユニットの同士波長の組み合わせにより形成された対応する色度三角形がカバーできる色範囲は、本発明のレーザーディスプレイシステムがカバーできる色範囲であり、明らかに、その色域カバー率は、単一の波長の赤、緑、青の三原色レーザーにより形成された色度三角形より大きい。
【００１１】
好ましくは、前記ビーム結合を行う装置は、ビーム結合器であり、具体的には、Ｘプリズム、ＴＩＲプリズム又は空間時系列ビーム結合装置である。
【００１２】
好ましくは、前記ライトバルブは、透過型液晶ライトバルブ、反射型液晶ライトバルブ又はデジタルマイクロミラーデバイスである。
【００１３】
好ましくは、前記視準整形装置は、非球面レンズ、柱レンズ、又は球面レンズであり、前記コヒーレンス解消器は、微小光学部品、振動反射ミラー、回転波長板、マルチモード光ファイバ又は光ビームスキャナーである。
【００１４】
本発明のもう一つの形態によると、赤色半導体レーザモジュール、緑色半導体レーザモジュール、青色半導体レーザモジュール、視準整形装置、コヒーレンス解消器、反射膜、導光板、液晶パネルを含むレーザーディスプレイシステムであって、前記赤色半導体レーザモジュール、緑色半導体レーザモジュール及び青色半導体レーザモジュールの出力光路にはいずれも、視準整形装置及びコヒーレンス解消器が順番に設けられ、コヒーレンス解消器により処理された三束のレーザーは、順次に反射膜、導光板、液晶パネルを経て明瞭な画像を獲得する。前記赤色半導体レーザモジュールは、少なくとも二つの赤色半導体レーザユニットを含み、前記緑色半導体レーザモジュールは、少なくとも二つの緑色半導体レーザユニットを含み、前記青色半導体レーザモジュールは、少なくとも二つの青色半導体レーザユニットを含み、前記各赤色半導体レーザユニットの中心波長は、６３５ｎｍ〜６７０ｎｍから選ばれ、前記各緑色半導体レーザユニットの中心波長は、５１５ｎｍ〜５３０ｎｍから選ばれ、前記各青色半導体レーザユニットの中心波長は、４４０ｎｍ〜４６０ｎｍから選ばれ、各半導体レーザユニットの中心波長に差異がある。前記システムは、半導体レーザ制御モジュールをさらに含み、前記半導体レーザ制御モジュールは、前記赤色半導体レーザモジュールにおける赤色半導体レーザユニット、緑色半導体レーザモジュールにおける緑色半導体レーザユニット、青色半導体レーザモジュールにおける青色半導体レーザユニットをそれぞれ制御でき、表示される色彩の要求に応じて、好適な中心波長を有する半導体レーザーユニットを選択して発光させることにより、形成された色度三角形が、対応する色域をカバーする。
【００１５】
本発明のもう一つの形態によると、赤色半導体レーザモジュール、緑色半導体レーザモジュール、青色半導体レーザモジュールを含むレーザー光源であって、前記赤色半導体レーザモジュールは、少なくとも一つの赤色半導体レーザユニットを含み、前記緑色半導体レーザモジュールは、少なくとも一つの緑色半導体レーザユニットを含み、前記青色半導体レーザモジュールは、少なくとも一つの青色半導体レーザユニットを含み、前記赤色半導体レーザモジュール、緑色半導体レーザーモジュール及び青色半導体レーザーモジュールのうちの少なくとも一つは、少なくとも二つの半導体レーザユニットを含み、前記各赤色半導体レーザユニットの中心波長は、６３５ｎｍ〜６７０ｎｍから選ばれ、前記各緑色半導体レーザユニットの中心波長は、５１５ｎｍ〜５３０ｎｍから選ばれ、前記各青色半導体レーザユニットの中心波長は、４４０ｎｍ〜４６０ｎｍから選ばれ、前記各半導体レーザユニットの中心波長に差異がある。前記システムは、半導体レーザ制御モジュールをさらに含み、前記半導体レーザ制御モジュールは、前記赤色半導体レーザモジュールにおける赤色半導体レーザユニット、緑色半導体レーザモジュールにおける緑色半導体レーザユニット、青色半導体レーザモジュールにおける青色半導体レーザユニットをそれぞれ制御し、表示される色彩の要求に応じて、好適な中心波長を有する半導体レーザーユニットを選択して発光させることにより、形成された色度三角形が、対応する色域をカバーする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、レーザーディスプレイシステムを提供し、波長制御調整可能な三原色ＬＤモジュールをレーザー光源として採用することにより、より広い色域カバー率を実現でき、表示される色彩がより豊富で鮮やかである。赤、緑、青色の三原色半導体レーザの波長及びパワーを調整することにより、さらにディスプレイの色温調整もでき、大画面レーザーディスプレイシームレスなどの分野に用いられることができる。当該システムは、レーザーディスプレイの一般的な長所を有するほか、電気励起、高効率、長寿命、全固体、小型化、低コスト、色温調整可能、より高い色域を実現するなどの長所を有する。
【００１７】
本発明の実施例又は公知技術での技術案をより明確に説明するために、実施例又は公知技術で描くために必要とする図面を簡単に紹介する。明らかに、下記図面は、本発明の一部の実施例に過ぎず、当業者であれば、創造的な努力を必要としない前提において、さらにこれらの図面に基づいて他の図面を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の好ましい実施例１のレーザーディスプレイシステムの構造の概念図である。
【図２】本発明の好ましい実施例１レーザーディスプレイシステムの色域カバーの概念図である。
【図３】本発明の他の好ましい実施例２のレーザーディスプレイシステムの構造の概念図である。
【図４】本発明の他の好ましい実施例２のレーザーディスプレイシステムの時系列原理図である。
【図５】本発明の他の好ましい実施例３のレーザーディスプレイシステムの構造の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下は、図面及び実施例を参酌しながら、本発明をさらに詳しく説明する。下記実施例は、本発明に対する説明に用いるためのものであり、本発明の範囲を制限するものではない。
【００２０】
＜実施形態１＞
図１は本発明の好ましい実施例１のレーザーディスプレイシステムの構造の概念図である。前記レーザーディスプレイシステムは、赤色半導体レーザモジュール１、緑色半導体レーザモジュール２、青色半導体レーザモジュール３、コヒーレンス解消器、ライトバルブ、視準整形装置を含み、前記赤色半導体レーザモジュール１は、放熱モジュール１６−１に固定され、５つの赤色半導体レーザユニットを含み、中心波長はそれぞれ６３５ｎｍ、６４０ｎｍ、６５０ｎｍ、６６０ｎｍ、６７０ｎｍであり、その出力光路には、順番に赤色視準整形レンズ４、赤色コヒーレンス解消器７、赤色ライトバルブ１２、ビーム結合器１５が設けられる。前記緑色半導体レーザモジュール２は、放熱モジュール１６−２に固定され、３つの緑色半導体レーザユニットを含み、中心波長はそれぞれ５１５ｎｍ、５２０ｎｍ、５３０ｎｍであり、その出力光路には、順番に緑色視準整形レンズ５、緑色コヒーレンス解消器８、緑色ライトバルブ１３、ビーム結合器１５が設けられる。前記青色半導体レーザモジュール３は、放熱モジュール１６−３に固定され、３つの青色半導体レーザユニットを含み、中心波長はそれぞれ４４０ｎｍ、４５０ｎｍ、４６０ｎｍであり、その出力光路には、順番に青色視準整形レンズ６、青色コヒーレンス解消器９、青色ライトバルブ１４、ビーム結合器１５が設けられる。前記ビーム結合器の出力光路には、順番に結像レンズ１９及びスクリーン２０が設けられる。前記赤色コヒーレンス解消器７と赤色ライトバルブ１２の間には、赤色反射鏡１０が設けられ、前記青色コヒーレンス解消器９と青色ライトバルブ１３の間には、赤色反射鏡１１が設けられる。前記半導体レーザユニットは、半導体レーザ単体又は半導体レーザアレイからなる。前記視準整形装置は、非球面レンズ、柱レンズ、又は球面レンズである。
【００２１】
前記レーザーディスプレイシステムは、さらに温度制御モジュール１７及び半導体レーザ制御モジュール１８を含む。前記温度制御モジュール１７は、放熱モジュール１６−１、１６−２、１６−３の放熱量をそれぞれ制御することで、赤色半導体レーザモジュール１、緑色半導体レーザモジュール２、青色半導体レーザモジュール３の特定パワー（特に大きいパワー）での温度及び波長を制御できる。半導体レーザ制御モジュール１８は、ディスプレイの色彩の要求に応じて、好適な中心波長を有する半導体レーザユニットを自動的に選択して発光させることにより、公知技術に比べてより高い色域カバーを実現できる。例えば、半導体レーザ制御モジュールにより、赤色半導体レーザモジュール１のうちの中心波長が６３５ｎｍの赤色半導体レーザユニット、緑色半導体レーザモジュール２のうちの中心波長が５３０ｎｍの緑色半導体レーザユニット、青色半導体レーザモジュール３のうちの中心波長が４４０ｎｍの青色半導体レーザユニットを選択して発光させ、その色度三角形は図２のように示される。表示される色彩の要求に応じて、図２における上記色度三角形の左側の領域のカバーされていない部分の色を表示するために、半導体レーザ制御モジュールにより、緑色半導体レーザモジュール２のうちの中心波長が５１５ｎｍの緑色半導体レーザユニットを制御して発光させ、新しく組み合わせてなる色度三角形は最初の色度三角形がカバーしていない部分の色域をカバーし、ディスプレイの色域カバー率を高められる。同様に、本実施例の赤、緑、青色半導体レーザモジュールにおける異なる中心波長の半導体レーザユニット同士が任意に組み合わせてなる色度三角形がカバーできる色域はいずれも、本発明のレーザーディスプレイシステムがカバーできる色範囲であるので、色域カバー率を著しく向上させる。
【００２２】
該実施例が採用したコヒーレンス解消器７、８、９は、振動反射ミラー、回転波長板などの方式より構成するものが挙げられ、採用したライトバルブ１２、１３、１４は、透過型液晶ライトバルブであり、採用したビーム結合器１５はＸプリズムである。赤色半導体レーザモジュール１、緑色半導体レーザモジュール２、青色半導体レーザモジュール３の出力端でレーザーはそれぞれ、視準整形レンズ及びコヒーレンス解消器を経てライトバルブに入射し、信号源は変換によりディジタル変調信号をライトバルブに加え、ライトバルブユニットのオンオフにより、異なる階調の赤色、緑色、青色画像の生成を制御する。変調後の異なる階調を有する三原色レーザーは、ビーム結合器１５により、一つの光束になって結像レンズ１９に入射し、このように、三色図は一つのカラー画像になり、さらにカラー画像を、一定距離のスクリーン２０に投射して広い色域レーザーディスプレイを実現できる。
【００２３】
＜実施形態２＞
図３は本発明の他の好ましい実施例２のレーザーディスプレイシステムの構造の概念図である。図４は本発明の他の好ましい実施例２のレーザーディスプレイシステムの時系列原理図である。本実施例のレーザーディスプレイシステムは、赤色半導体レーザモジュール１、緑色半導体レーザモジュール２、青色半導体レーザモジュール３、コヒーレンス解消器、ライトバルブ、視準整形装置を含み、前記赤色半導体レーザモジュール１は、放熱モジュール１６−１に固定され、３つの赤色半導体レーザユニットを含み、中心波長はそれぞれ６３５ｎｍ、６５０ｎｍ、６７０ｎｍであり、その出力光路には、順番に赤色視準整形レンズ４、赤色コヒーレンス解消器７、ビーム結合器１５、シングルチップ型ライトバルブ２１が設けられる。前記緑色半導体レーザモジュール２は、放熱モジュール１６−２に固定され、２つの緑色半導体レーザユニットを含み、中心波長はそれぞれ５１５ｎｍ、５３０ｎｍであり、その出力光路には、順番に緑色視準整形レンズ５、緑色コヒーレンス解消器８、ビーム結合器１５、シングルチップ型ライトバルブ２１が設けられる。前記青色半導体レーザモジュール３は、放熱モジュール１６−３に固定され、３つの青色半導体レーザユニットを含み、中心波長はそれぞれ４４０ｎｍ、４５０ｎｍ、４６０ｎｍであり、その出力光路には、順番に青色視準整形レンズ６、青色コヒーレンス解消器９、ビーム結合器１５、シングルチップ型ライトバルブ２１が設けられる。前記ビーム結合器の出力光路には、順番に結像レンズ１９及びスクリーン２０が設けられる。前記赤色コヒーレンス解消器７とビーム結合器の間には、赤色反射鏡１０が設けられ、前記青色コヒーレンス解消器９とビーム結合器１５の間には、赤色反射鏡１１が設けられる。前記半導体レーザユニットは、半導体レーザ単体又は半導体レーザアレイからなる。前記視準整形装置は、非球面レンズ、柱レンズ、又は球面レンズである。
【００２４】
前記レーザーディスプレイシステムは、さらに温度制御モジュール１７及び半導体レーザ制御モジュール１８を含み、前記温度制御モジュール１７は、放熱モジュール１６−１、１６−２、１６−３の放熱量をそれぞれ制御することで、赤色半導体レーザモジュール１、緑色半導体レーザモジュール２、青色半導体レーザモジュール３の特定出力パワー（特に大きいパワー）における温度及び波長を制御できる。半導体レーザ制御モジュール１８は、ディスプレイの色彩の要求に応じて、好適な中心波長を有する半導体レーザユニットを選択して発光させることにより、公知技術に比べてより高い色域カバーを実現できる。例えば、半導体レーザ制御モジュールにより、赤色半導体レーザモジュール１のうちの中心波長が６３５ｎｍの赤色半導体レーザユニット、緑色半導体レーザモジュール２のうちの中心波長が５３０ｎｍの緑色半導体レーザユニット、青色半導体レーザモジュール３のうちの中心波長が４４０ｎｍの青色半導体レーザユニットを選択して発光させ、その色度三角形は、図２の右側の三角形に示される。表示される色彩の要求に応じて、上記色度三角形の左下の領域のカバーされていない部分の色を表示するために、半導体レーザ制御モジュールにより、青色半導体レーザモジュール３のうちの中心波長が４６０ｎｍの青色半導体レーザユニットを制御して発光させ、新しく組み合わせてなる色度三角形は最初の色度三角形がカバーしていない部分の色域をカバーし、ディスプレイの色域カバー率を高められる。同様に、本実施例の赤、緑、青色半導体レーザモジュールにおける異なる中心波長の半導体レーザユニット同士が任意に組み合わせてなる色度三角形がカバーできる色域はいずれも本発明のレーザーディスプレイシステムがカバーできる色範囲であるので、色域カバー率を著しく向上させる。
【００２５】
本実施例の赤色半導体レーザモジュール１、緑色半導体レーザモジュール２、青色半導体レーザモジュール３は、時系列発光という方式を採用し、ビーム結合器１５によりビーム結合され、その後、シングルチップ型ライトバルブ２１の時分割変調方式により、三原色の合成を実現する。採用するシングルチップ型ライトバルブはデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）である。赤色半導体レーザモジュール１、緑色半導体レーザモジュール２、青色半導体レーザモジュール３の出力端でレーザーは、光視準整形装置及びコヒーレンス解消器を経た後、空間時系列ビーム結合装置により、一つの光束に合成されてシングルチップ型ライトバルブに入射し、信号源は変換により、ディジタル変調信号を、赤、緑、青三原色レーザーが時分割変調されるシングルチップ型ライトバルブに加え、前記シングルチップ型ライトバルブ２１のオンオフにより、異なる階調の赤色、緑色、青色画像の生成を制御して結像レンズシステム１９に投射し、その後、三原色画像を、一定距離のスクリーン２０に投射して大きい色域表示を実現できる。人間の目の視覚残像効果があり、かつ三原色ＬＤモジュールの発光間隔が遥かに人間の目が分別できる時間間隔より短いので、人間の目にて観察した三原色画像は一つのカラー画像として合成され、大きい色域レーザーディスプレイを実現する。
【００２６】
＜実施形態３＞
図５は本発明の他の好ましい実施例３のレーザーディスプレイシステムの構造の概念図である。本実施例は、本発明のレーザーディスプレイシステムを液晶バックライト表示に用いる具体的な実施例である。本実施例のシステムは、赤色半導体レーザモジュール１、緑色半導体レーザモジュール２、青色半導体レーザモジュール３、コヒーレンス解消器、視準整形装置、液晶パネル２４、導光板２３、反射膜２２を含み、前記赤色半導体レーザモジュール１は、放熱モジュール１６−１に固定され、２つの赤色半導体レーザユニットを含み、中心波長はそれぞれ６３５ｎｍ、６７０ｎｍであり、その出力光路には、順番に赤色視準整形レンズ４、赤色コヒーレンス解消器７、反射膜２２、導光板２３、液晶パネル２４が設けられる。前記緑色半導体レーザモジュール２は、放熱モジュール１６−２に固定され、２つの緑色半導体レーザユニットを含み、中心波長はそれぞれ５１５ｎｍ、５３０ｎｍであり、その出力光路には、順番に緑色視準整形レンズ５、緑色コヒーレンス解消器８、反射膜２２、導光板２３、液晶パネル２４が設けられる。前記青色半導体レーザモジュール３は、放熱モジュール１６−３に固定され、２つの青色半導体レーザユニットを含み、中心波長はそれぞれ４４０ｎｍ、４６０ｎｍであり、その出力光路には、順番に青色視準整形レンズ６、青色コヒーレンス解消器９、反射膜２２、導光板２３、液晶パネル２４が設けられる。
【００２７】
前記半導体レーザユニットは、半導体レーザ単体又は半導体レーザアレイからなる。前記視準整形装置は、非球面レンズ、柱レンズ、又は球面レンズである。
【００２８】
前記レーザーディスプレイシステムは、さらに温度制御モジュール１７及び半導体レーザ制御モジュール１８を含み、前記温度制御モジュール１７は、放熱モジュール１６−１、１６−２、１６−３の放熱量をそれぞれ制御することで、赤色半導体レーザモジュール１、緑色半導体レーザモジュール２、青色半導体レーザモジュール３の特定の出力パワー（特に大きいパワー）での温度及び波長を制御できる。半導体レーザ制御モジュール１８は、ディスプレイの色彩の要求に応じて、好適な中心波長を有する半導体レーザユニットを選択して発光させることにより、公知技術に比べてより高い色域カバーを実現できる。例えば、半導体レーザ制御モジュールにより、赤色半導体レーザモジュール１のうちの中心波長が６３５ｎｍの赤色半導体レーザユニット、緑色半導体レーザモジュール２のうちの中心波長が５３０ｎｍの緑色半導体レーザユニット、青色半導体レーザモジュール３のうちの中心波長が４４０ｎｍの青色半導体レーザユニットを選択して発光させ、その色度三角形は、図２の右側の三角形に示される。表示される色彩の要求に応じて、上記色度三角形の下側の領域のカバーされていない部分の色を表示するために、半導体レーザ制御モジュールにより、赤色半導体レーザモジュール１のうちの中心波長が６７０ｎｍの赤色半導体レーザユニットを制御して発光させ、最初の色度三角形の下側のカバーしていない部分の色域をカバーし、ディスプレイの色域カバー率を高められる。同様に、本実施例の赤、緑、青色半導体レーザモジュールにおける異なる中心波長の半導体レーザユニット同士が任意に組み合わせてなる色度三角形がカバーできる色域はいずれも本発明のレーザーディスプレイシステムがカバーできる色範囲であるので、色域カバー率を著しく向上させる。
【００２９】
前記液晶パネル２４と前記ライトバルブは、同じ作用を有する。
【００３０】
前記赤色半導体レーザモジュール１、緑色半導体レーザモジュール２、青色半導体レーザモジュール３が発出したレーザーは、それぞれレーザー視準整形装置、コヒーレンス解消器を経て混合した後、順次に反射膜、導光板を経て液晶パネルに到達する。信号源は、変換によりディジタル変調信号を液晶パネルに加え、液晶ユニットの回転により、異なる階調の赤色、緑色、青色三色画像の生成を制御する。人間の目の観察により、液晶パネルにおける三色画像は、一つのカラー画像として合成され、大きい色域レーザーディスプレイを実現する。
【００３１】
本発明のレーザーディスプレイシステムは、波長が調整制御可能な三原色ＬＤモジュールをレーザー光源として採用し、できるだけ大きい面積の色度三角形を実現し、表示される色彩がより豊富で鮮やかであり、レーザーディスプレイの一般的な長所を有するほか、電気励起、高効率、長寿命、全固体、小型化、低コスト、色温調整可能等の長所を有するので、レーザーディスプレイのより広い色域カバーを実現し、かつ大画面のシームレススプライシングなど特別な需要を満足することができる。
【００３２】
明らかに、上記発明の内容は、透射型ディスプレイシステムに適用するものである。しかし、当業者であば、反射型ディスプレイシステムは、この発明の発想に基づき、創造的な努力を必要としない前提で、異なる解決案を想到し得る。したがって、反射型ディスプレイシステムの解決案も本発明の主要内容である。
【００３３】
上記実施の形態は、本発明を説明するためのものに過ぎず、本発明への制限ではない。実施例を参酌して本発明を詳しく説明したが、当業者なら、本発明の技術方案に対する如何なる組み合わせ、修正又は均等に置き換えてなるものは、いずれも本発明の技術方案の精神及び範囲から逸脱するものではなく、いずれも本発明の特許請求の範囲内であると分かる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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