(57)【要約】【課題】レーザ光源の明るさを変化させることにより、長寿命化あるいは低消費電力化を図る。【解決手段】複数の半導体レーザ２０１ａ〜２０１ｅを１つの光源として使用する。半導体レーザ２０１ａ〜２０１ｅの明るさを低下して長寿命化を考慮する場合には全てのレーザ光の出力を低下させ、低消費電力化を考慮する場合には半導体レーザ２０１ａ〜２０１ｅのうち１個の半導体レーザを停止する。これにより、全てのレーザ光の出力を低下させた場合は長寿命化を、一部の半導体レーザを停止させた場合は低消費電力化を図ることができる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を発生する複数個のレーザ発生部から単一の光出力を得るレーザ光出力手段と、
前記レーザ光出力手段の出力側の光路上もしくはその近傍に設置し、前記レーザ光出力手段から出力される光の光量を検出する検出手段と、
前記検出手段に基づき予め決定された前記レーザ光出力手段から出力される光の明るさを、前記複数個のレーザ発生部の全ての光出力を低減して低下させる制御手段とを具備したことを特徴とするレーザ装置。
【請求項２】
レーザ光を発生する複数個のレーザ発生部から単一の光出力を得るレーザ光出力手段と、
前記レーザ光出力手段の出力側の光路上もしくはその近傍に設置し、前記レーザ光出力手段から出力される光の光量を検出する検出手段と、
前記検出手段に基づき予め決定された前記レーザ光出力手段から出力される光の明るさを、前記複数個のレーザ発生部の一部の光出力を停止して低下させる制御手段とを具備したことを特徴とするレーザ装置。
【請求項３】
Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の光を発生する光源からの出力光を空間変調素子で変調し、空間変調された光を光学手段を用いてスクリーンに結像する投射型映像表示装置において、
請求項１または２記載のレーザ装置を、前記Ｒ、Ｇ、Ｂの各光源に使用することを特徴とする映像表示装置。
【請求項４】
前記複数個のレーザ発生部は、ファイバレーザであることを特徴とする請求項１〜３のいずかに記載のレーザ装置。
【請求項５】
前記複数個のレーザ発生部は、ファイバレーザの励起光源であり、前記単一の光出力は、ファイバレーザの出力であることを特徴とする請求項１〜３のいずかに記載のレーザ装置。
【請求項６】
Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の光を発生する光源からの出力光を空間変調素子で変調し、空間変調された光を光学手段を用いてスクリーンに結像する投射型映像表示装置において、
レーザ光を発生する複数個のレーザ発生部から単一の光出力を得るレーザ光出力手段および該前記レーザ光出力手段の出力側の光路上もしくはその近傍に設置し、前記レーザ光出力手段から出力される光の光量を検出する検出手段を有するレーザ装置を備え、
前記Ｒ，Ｇ，Ｂ光いずれかのレーザ装置内の一部の前記レーザ発生部が故障した場合に、故障していない他色のレーザ装置内の全ての前記レーザ発生部の光出力を低下させて表示映像の明るさを低下させるとともに、Ｒ、Ｇ、Ｂの光出力バランスを維持させる制御手段と具備したことを特徴とする映像表示装置。
【請求項７】
Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の光を発生する光源からの出力光を空間変調素子で変調し、空間変調された光を光学手段を用いてスクリーンに結像する投射型映像表示装置において、
レーザ光を発生する複数個のレーザ発生部から単一の光出力を得るレーザ光出力手段と、および該前記レーザ光出力手段の出力側の光路上もしくはその近傍に設置し、前記レーザ光出力手段から出力される光の光量を検出する検出手段を有するレーザ装置を備え、
前記Ｒ，Ｇ，Ｂ光いずれかのレーザ装置内の一部の前記レーザ発生部が故障した場合に、故障していない他色のレーザ装置内の一部の前記レーザ発生部の光出力を停止させて表示映像の明るさを低下するとともに、Ｒ、Ｇ、Ｂのバランスを維持する制御手段と具備したことを特徴とする映像表示装置。
【請求項８】
前記複数個のレーザ発生部は、ファイバレーザであることを特徴とする請求項６または７に記載の映像表示装置。
【請求項９】
前記複数個のレーザ発生部は、ファイバレーザの励起光源であり、前記単一の光出力は、ファイバレーザの出力であることを特徴とする請求項６または７に記載の映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の半導体レーザを一種類の光源として使用するレーザ装置およびこれを用いた映像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の映像表示装置は、レーザを投射型映像表示装置の光源に使用する例が記載されている。（例えば、特許文献１）
【特許文献１】
特開２０００−２６７６２１公報（第３〜４頁、図１）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記した特許文献１の技術は、投射型映像表示装置の光源に複数のレーザを使用する場合でのレーザの制御が行われないことから、レーザ光源の寿命が短かくなったり、電力消費が大きくなったりしていた。
【０００４】
この発明の目的は、レーザ光源の明るさを変化させることにより、長寿命化あるいは低消費電力化を図ったレーザ装置および映像表示装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために、この発明のレーザ装置は、レーザ光を発生する複数個のレーザ発生部から単一の光出力を得るレーザ光出力手段と、前記レーザ光出力手段の出力側の光路上もしくはその近傍に設置し、前記レーザ光出力手段から出力される光の光量を検出する検出手段と、前記検出手段に基づき予め決定された前記レーザ光出力手段から出力される光の明るさを、前記複数個のレーザ発生部の全ての光出力を低減して低下させる制御手段とを具備したことを特徴とする。
【０００６】
また、レーザ光を発生する複数個のレーザ発生部から単一の光出力を得るレーザ光出力手段と、前記レーザ光出力手段の出力側の光路上もしくはその近傍に設置し、前記レーザ光出力手段から出力される光の光量を検出する検出手段と、前記検出手段に基づき予め決定された前記レーザ光出力手段から出力される光の明るさを、前記複数個のレーザ発生部の一部の光出力を停止して低下させる制御手段とを具備したことを特徴とする。
【０００７】
この発明の映像表示装置は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の光を発生する光源からの出力光を空間変調素子で変調し、空間変調された光を光学手段を用いてスクリーンに結像する投射型のものであって、レーザ光を発生する複数個のレーザ発生部から単一の光出力を得るレーザ光出力手段および該前記レーザ光出力手段の出力側の光路上もしくはその近傍に設置し、前記レーザ光出力手段から出力される光の光量を検出する検出手段を有するレーザ装置を備え、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ光いずれかのレーザ装置内の一部の前記レーザ発生部が故障した場合に、故障していない他色のレーザ装置内の全ての前記レーザ発生部の光出力を低下させて表示映像の明るさを低下させるとともに、Ｒ、Ｇ、Ｂの光出力バランスを維持させる制御手段と具備したことを特徴とする。
【０００８】
また、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の光を発生する光源からの出力光を空間変調素子で変調し、空間変調された光を光学手段を用いてスクリーンに結像する投射型のものであって、レーザ光を発生する複数個のレーザ発生部から単一の光出力を得るレーザ光出力手段と、および該前記レーザ光出力手段の出力側の光路上もしくはその近傍に設置し、前記レーザ光出力手段から出力される光の光量を検出する検出手段を有するレーザ装置を備え、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ光いずれかのレーザ装置内の一部の前記レーザ発生部が故障した場合に、故障していない他色のレーザ装置内の一部の前記レーザ発生部の光出力を停止させて表示映像の明るさを低下するとともに、Ｒ、Ｇ、Ｂのバランスを維持する制御手段と具備したことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１および図２は、この発明の映像表示装置の一実施の形態について説明するためのもので、図１は構成図を示し、図２は図１の一部構成のより詳細な構成例を示す。
【００１０】
図１において、１１〜１３は光モジュールであり、それぞれ赤、緑、青のレーザ光を出力するよう設定されている。この光モジュール１１〜１３の詳細な構成例を図２に示す。
【００１１】
図２は、光モジュール１１〜１３のうち、光モジュール１１について説明するが、光モジュール１２，１３の構成も光モジュール１１と同構成をしており、ここでは光モジュール１１を代表して説明する。
【００１２】
２０１ａ〜２０１ｅは半導体レーザ、２０２ａ〜２０２ｅ、２０４は光学部品、２０３ａ〜２０３ｅは光ファイバを示す。２０２ａ〜２０２ｅ、２０４の光学部品は、例えばレンズや光導波路がある。
【００１３】
半導体レーザ２０１ａ〜２０１ｅから出力された光は、光学部品２０２ａ〜２０２ｅを介して対応する光ファイバ２０３ａ〜２０３ｅへそれぞれ入力する。光ファイバ２０３ａ〜２０３ｅに入力された光は、それらの他端からそれぞれ出力し、光学部品２０４を介して合成され、１本の光ファイバ１４へ入力する。２０５ａ〜２０５ｅは半導体レーザ２０１ａ〜２０１ｅから出力された光の光量を測定するセンサーで、例えばフォトダイオードやＣＣＤがある。
【００１４】
再び図１において、１４〜１６は、光モジュールに付属し発生したレーザ光を出力する光ファイバ、１７はレンズ、１８は映像入力端子、１９は液晶駆動部、２０は液晶パネル、２１は投射レンズ、２２はスクリーンを示す。２３は光モジュール内のセンサー２０５ａ〜２０５ｅからデータを取得し、レーザ駆動を制御するマイコン、２４はマイコン２３の命令に基づいて半導体レーザ２０１ａ〜２０１ｅを制御するレーザ制御部である。２５は映像表示装置を制御する図示しないリモコンからの命令を受信し、マイコン２３を制御するためのリモコン受信部である。さらにマイコン２３には、光モジュール１１〜１３内にそれぞれ設置されたセンサ２０５ａ〜２０５ｅの出力が供給される。
【００１５】
光ファイバ１４〜１６の端面から出力された光は、レンズ１７にて平行光となり液晶パネル２０に入射する。一方、映像信号は映像信号入力端子１８から入力し、液晶駆動部１９では映像信号に基づいて液晶パネル２０を駆動する。これにより、液晶パネル２０に入射された光は映像信号に沿った空間変調が行われる。空間変調された光は投射レンズ２１を介してスクリーン２２に結像する。
【００１６】
次に、図３とともに光モジュール制御の一例について説明する。この制御例は、半導体レーザの表示映像の明るさを減らす場合である。図３（ａ）は全ての半導体レーザの出力を下げる場合であり、寿命を長くする用途に適している。図３（ｂ）は赤、緑、青でそれぞれ１個の半導体レーザを停止する場合であり、半導体レーザの消費電力を減らす用途に適している。これは半導体レーザが消費電力に比例して光出力が得られるのでなく、一定電力を消費し発振閾値を超えた後、さらに電力を消費することで光出力が得られるためである。
【００１７】
図３（ａ）とするか（ｂ）とするかは、例えば図４に示すようなＯＳＤ（Ｏｎ  Ｓｃｒｅｅｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ）上の［低消費電力モード］あるいは［長寿命モード］の何れかを選択することにより実行する。
【００１８】
ＯＳＤ上で長寿命化モードが選択された場合は、マイコン２３は、レーザ制御部２４に対して、図３（ａ）に示すように、例えば光モジュール１１〜１３の出力を赤、緑、青の光モジュールのバランスを維持するように低下させる。この出力低下により、光モジュール１１〜１３の長寿命化を図ることができる。
【００１９】
また、ＯＳＤ上で低消費電力化モードが選択された場合は、マイコン２３はレーザ制御部２４に対して、図３（ｂ）に示すように、例えば光モジュール１１〜１３のそれぞれ半導体レーザ２０１ｅの出力を赤、緑、青の光モジュールのバランスを維持するように停止させる。この半導体レーザの一部を停止させることにより、光モジュール１１〜１３は半導体レーザ３個分の電力消費を低下させることができる。
【００２０】
なお、上記した明るさの切り換えは、周辺照度を測定する機構を持たせて照度に関連させ、マイコン２３に光モジュール１１〜１３からそれぞれ送られてくる光量の情報に基づき自動的に減らす場合とマニアルにより強制的に減らす場合が考えられる。
【００２１】
また、観察者がマニアルにより強制的に表示映像の明るさを減らす場合は、リモコンより、長寿命化モードか低消費電力化モードを選択することで強制的に光モジュール１１〜１３を図３（ａ），（ｂ）の何れかに選択してもよい。このマニアルによるモード切り換え時も、ＯＳＤ上で可視的な操作を行ってもよい。
【００２２】
さらに、図３（ｂ）の方法では停止する半導体レーザを固定するのでなく、定期的に交換しても良い。
図５を参照して、光モジュール制御の他の例について説明する。この制御例は通常モードの状態で光モジュールの半導体レーザの一部が故障した場合に補正を行うものである。
【００２３】
図５は緑の光モジュール１２の半導体レーザ２０１ｄが故障した例である。この場合、緑の光モジュール１２の半導体レーザ２０１ｄの動作を停止するとともに、緑の光モジュール１２の出力低下に合わせて赤、青の光モジュール１１，１３の出力を低下ざせる。
【００２４】
図５（ａ）は赤、緑の光モジュール１１．１３内の半導体レーザ２０１ａ〜２０１ｄ全ての出力を下げる場合であり、寿命を長くする用途に適している。また、図５（ｂ）は赤、青の光モジュール１１，１３の半導体レーザ２０１ｄを停止させる場合であり、消費電力を減らす用途に適している。
【００２５】
図６は、各光モジュール１１〜１３の内部にファイバレーザが組み込まれた場合の、この発明の他の実施の形態について説明するための光モジュールのより詳細な構成例を示し、図２と同一の構成部分には、同一の符号を付して説明する。
【００２６】
図６において、６０１ａ〜６０１ｅはコア内にレーザ活性物質を添加した光ファイバである。６０２ａ〜６０２ｅは半導体レーザ２０１ａ〜２０１ｅの光をそれぞれ透過し、光ファイバ６０１ａ〜６０１ｅで発生した光を反射する反射素子であり、６０３は光ファイバ６０１ａ〜６０１ｅで発生された光の一部を反射、一部を透過する反射素子である。
【００２７】
この場合は複数個の半導体レーザ２０１ａ〜２０１ｅから出力された光は、光学部品２０２ａ〜２０２ｅをそれぞれ介して複数本の光ファイバ６０１ａ〜６０１ｅに入力される。入力された光は励起光として光ファイバ６０１ａ〜６０１ｅに吸収され、光ファイバ６０１ａ〜６０１ｅは光を発生する。発生した光は反射素子５０２ａ〜５０３ｅと反射素子５０３の間で共振器を形成してレーザ光となり、反射素子６０３側から出力する。光ファイバ６０１ａ〜６０１ｅのそれぞれがファイバレーザとなり、その出力光が光学部品２０４で合成し、光ファイバ１４に入力する。
【００２８】
このように、ファイバレーザ１３１ａ〜１３１ｅは、それぞれ赤、緑、青のレーザ光が得られるように光ファイバに添加するレーザ活性物質や半導体レーザの発振波長などが設定されている。
【００２９】
図７は、各光モジュール１１〜１３の内部にファイバレーザが組み込まれた場合の、この発明のもう一つの他の実施の形態について説明するための光モジュールのより詳細な構成例を示し、図２と同一の構成部分には、同一の符号を付して説明する。
【００３０】
図７において、７０１はコア内にレーザ活性物質を添加した光ファイバを示す。６０２は半導体レーザ２０１ａ〜２０１ｅの光を透過し、光ファイバ７０１から発生した光を反射する反射素子、７０３は光ファイバ７０１から発生した光の一部を反射、一部を透過する反射素子を示す。
【００３１】
この場合は、半導体レーザ２０１ａ〜２０１ｅから出力された光は、光学部品２０２ａ〜２０２ｅ、光ファイバ２０３ａ〜２０３ｅ、光学部品２０４を介して合成した後に励起光として光ファイバ７０１に入射し、反射素子７０２と７０３の間で共振器を形成する。光ファイバ７０１がファイバレーザとなり発生したレーザ光は６０３側から出力する。
【００３２】
このように、ファイバレーザ１５１によってそれぞれ赤、緑、青のレーザ光が得られるように光ファイバに添加するレーザ活性物質や半導体レーザの発振波長などが設定されている。
【００３３】
なお、図６、図７における半導体レーザ２０１ａ〜２０１ｅを制御する方法は図３あるいは図５と同様であり、ここでの説明は省略する。
この発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、例えば図１の構成では光源が赤、緑、青の３種類から構成されるが、単色の光源の場合にも光源が複数のレーザで構成する場合には適用可能である。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明では、光源に複数の半導体レーザを使用する場合に、長寿命化あるいは低消費電力化を光源の明るさを低下させる場合あるいは複数の半導体レーザの何れかが故障した場合の対応が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態について説明するための構成図。
【図２】図１の主要部の具体例について説明するための構成図。
【図３】この発明の光モジュール制御の一例について説明するための説明図。
【図４】この発明のおけるモード切り換えの一例について説明するための説明図。
【図５】この発明の光モジュール制御の他の例について説明するための説明図。
【図６】この発明の第２の実施の形態について説明するための構成図。
【図７】この発明の第３の実施の形態について説明するための構成図。
【符号の説明】
１１〜１３…光モジュール
１４〜１６…光ファイバ
１７…レンズ
１８…映像入力端子
１９…液晶駆動部
２０…液晶パネル
２１…投射レンズ
２２…スクリーン
２３…マイコン
２４…レーザ制御部
２５…リモコン受信部
２０１ａ〜２０１ｅ…半導体レーザ
２０２ａ〜２０２ｅ，２０４…光学部品
２０３ａ〜２０３ｅ，６０１ａ〜６０１ｅ，７０１…光ファイバ
２０５ａ〜２０５ｅ…センサ
６０２ａ〜６０２ｅ，６０３，７０２，７０３…反射素子
【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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【図６】
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【図７】
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