(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号に対応して変調された変調光を走査する光走査装置において、
前記映像信号の高速な同期信号に同期して駆動され、前記変調光を反射して、第１の走査方向に走査する第１の走査手段と、
前記第１の走査手段により走査された前記変調光を増幅する光増幅手段と、
複数の前記光増幅手段により増幅された前記変調光を１本の光に合波する光合波手段と、
前記映像信号の低速な同期信号に同期して駆動され、前記光合波手段より出射された前記光を反射して、第２の走査方向に走査する第２の走査手段と
を備えることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記第１の走査手段は、微小光学ミラーであり、
前記第２の走査手段は、ガルバノミラーである
ことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記第１の走査手段は、前記変調光を前記映像信号に対応する画像の水平方向に走査する
ことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記光増幅手段の増幅媒体は、薄板状の形状である
ことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記増幅媒体は、前記変調光を入射または出射する矩形状の入射端および出射端を有する
ことを特徴とする請求項４に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記増幅媒体は、屈折率の異なる部材で構成される、第１の領域、および、第２の領域を有する
ことを特徴とする請求項４に記載の光走査装置。
【請求項７】
前記第２の領域は、前記変調光が前記第１の領域に閉じ込められるように、前記第１の領域の屈折率より小さい値に設定されている
ことを特徴とする請求項６に記載の光走査装置。
【請求項８】
前記第１の領域は、
前記変調光が入射地点の相互位置関係を保持しつつ、導波および増幅される、複数のチャネルからなる導波路領域と、
前記導波路領域のそれぞれのチャネルで導波および増幅される前記変調光の隣り合うチャネル間の結合を遮断する分離領域で構成される
ことを特徴とする請求項６に記載の光走査装置。
【請求項９】
前記導波路領域の屈折率は、前記分離領域の屈折率より大きな値に設定されるか、または、前記分離領域が、少なくとも前記変調光の波長に対して高い吸収率を有する部材を用いて構成される
ことを特徴とする請求項８に記載の光走査装置。
【請求項１０】
前記導波路領域の屈折率は、前記分離領域の屈折率より大きな値に設定され、かつ、前記分離領域が、少なくとも前記変調光の波長に対して高い吸収率を有する部材を用いて構成される
ことを特徴とする請求項８に記載の光走査装置。
【請求項１１】
前記第２の走査手段は、前記光合波手段で合波された前記光を、前記映像信号に対応する画像の垂直方向に走査する
ことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項１２】
映像信号に対応して変調された変調光を出射する出射手段と、
前記出射手段から出射された前記変調光を、前記映像信号の高速な同期信号に対応して走査する第１の走査手段と、
前記第１の走査手段により高速に走査された前記変調光を増幅する光増幅手段と、
前記光増幅手段により増幅された前記変調光を合波する光合波手段と、
前記光合波手段により合波された光を、前記映像信号の低速な同期信号に対応して走査する第２の走査手段と、
前記第２の走査手段により低速に走査された前記光に対応する画像の表示を制御する表示制御手段と
を備えることを特徴とする投射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光走査装置およびそれを用いた投射型表示装置に関し、特に、高精細および色彩再現性の高い大画面投射映像を、低コストで、かつ高精度に表示するようにした光走査装置およびそれを用いた投射型表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザービームディスプレイは、レーザ光の単色性および高出力性といった優れた特徴を備えており、広範囲な色彩再現の実現や、高輝度化による大画面ディスプレイへの適用などが期待されている。また、今後、普及が期待される、ホームシアタ用高精細・大型ディスプレイの有力な候補の１つとしても注目されている。
【０００３】
従来、レーザディスプレイでは、ビーム走査方式が用いられており、映像信号の水平同期信号に同期して高速回転するポリゴンミラーにより、変調レーザビームが水平走査され、水平走査後、リレーレンズを介して映像信号の垂直同期信号に同期して駆動されるガルバノミラーにより、垂直走査されることにより、映像が投影レンズを介してスクリーン上に投影される。
【０００４】
このように、変調レーザビームをポリゴンミラーで水平走査（ラインスキャン）し、ガルバノミラーで垂直走査（フレームスキャン）する走査系を適用するビーム走査方式の詳細が、例えば、「“200 INCHES FULL COLOR LASER PROJECTION DISPLAY”,Y.Hwang,et al.,SPIE vol.3296,pp.116-25,1998」に提案されている。このビーム走査方式の特徴としては、任意の形状の表面に映像を投射可能、画像サイズ変更可能、および、投射方向変更可能などが挙げられる。
【０００５】
ところで、ディスプレイ映像を高精細化するためには、必然的に、その情報量が増加する。従って、表示装置は、より多くの画素に対し、より多くの色情報を表示する機能を持たせるようにすることが望まれる。例えば、ビーム走査型高精細表示装置の場合、映像信号帯域の拡大、および、走査周波数の高速化などに対応する機能を持たせるようにすることが望まれる。
【０００６】
しかしながら、走査周波数の高速化は、機械式走査系を使用するビーム走査方式の場合、大きな困難を伴なう。
【０００７】
すなわち、上述した提案によれば、２４面ポリゴンミラーを39,375rpmで回転させることにより、NTSC（National Television System Committee）方式の15.75kHzの水平走査周波数を得ているが、これを信号規格が1920x1080 60fr/Progressive ScanのHDTV（High Definition Television）方式に適用した場合、必要回転数は、162,000rpmとなり、NTSC方式の約４倍となる。
【０００８】
このように、ポリゴンミラーによる水平走査系の高速回転の技術は、高速回転時の動作安定化やポリゴンミラー反射面角度の精度確保などの多くの課題を有している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、より高速なビーム走査系を低コストに実現するために、高速応答特性に優れる微小光学ミラーを走査系に適用する方法が注目されている。
【００１０】
微小光学ミラーは、素子寸法の微小化による素子剛性の向上、および、慣性モーメントの低減の効果により、機械的な高速応答特性が可能となり、その応答速度は120MHz程度にまで達する。
【００１１】
従って、微小光学ミラーを、ポリゴンミラーに置き換えてライン走査系に適用することにより、上述したような、HDTV方式、さらには、より高精細の映像方式に対応することが可能となる。
【００１２】
しかしながら、微小光学ミラーを、ポリゴンミラーに置き換えて適用する場合、大画面投射型ディスプレイ用の高輝度光源が放射する、高密度パワーの光ビームが微小面積の走査用反射ミラー面で反射されることになる。そのため、高密度パワーの光ビームの一部は、反射ミラー媒質に吸収され、そこで熱に変換される。その結果、熱容量が小さい微小光学ミラー系本体の温度が上昇する。
【００１３】
このように、反射ミラー系本体の温度上昇が過度になると、微小光学ミラーの構成部品に変形が生じ、光ビーム走査系としての機能を果たさなくなる課題があった。
【００１４】
また、反射ミラー素子の長期使用により、その性能が低下する課題があった。
【００１５】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、温度上昇による微小光学ミラーの変形および劣化を抑制しつつ、低コストで、かつ高精度に、色彩再現性の高い、大型ディスプレイを実現することができるようにするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の光走査装置は、映像信号の高速な同期信号に同期して駆動され、変調光を反射して、第１の走査方向に走査する第１の走査手段と、第１の走査手段により走査された変調光を増幅する光増幅手段と、複数の光増幅手段により増幅された変調光を１本の光に合波する光合波手段と、映像信号の低速な同期信号に同期して駆動され、光合波手段より出射された光を反射して、第２の走査方向に走査する第２の走査手段とを備えることを特徴とする。
【００１７】
第１の走査手段は、微小光学ミラーとすることができ、第２の走査手段は、ガルバノミラーとすることができる。
【００１８】
第１の走査手段は、変調光を映像信号に対応する画像の水平方向に走査することができる。
【００１９】
光増幅手段の増幅媒体は、薄板状の形状とすることができる。
【００２０】
増幅媒体は、変調光を入射または出射する矩形状の入射端および出射端を有することができる。
【００２１】
増幅媒体は、屈折率の異なる部材で構成される、第１の領域、および、第２の領域を有することができる。
【００２２】
第２の領域は、変調光が第１の領域に閉じ込められるように、第１の領域の屈折率より小さい値に設定されるようにする。
【００２３】
第１の領域は、変調光が入射地点の相互位置関係を保持しつつ、導波および増幅される、複数のチャネルからなる導波路領域と、導波路領域のそれぞれのチャネルで導波および増幅される変調光の隣り合うチャネル間の結合を遮断する分離領域で構成されるようにする。
【００２４】
導波路領域の屈折率は、分離領域の屈折率より大きな値に設定されるか、または、分離領域が、少なくとも変調光の波長に対して高い吸収率を有する部材を用いて構成されるようにする。
【００２５】
導波路領域の屈折率は、分離領域の屈折率より大きな値に設定され、かつ、分離領域が、少なくとも変調光の波長に対して高い吸収率を有する部材を用いて構成されるようにする。
【００２６】
第２の走査手段は、光合波手段で合波された光を、映像信号に対応する画像の垂直方向に走査することができる。
【００２７】
本発明の光走査装置においては、変調光が第１の方向に走査された後、光増幅される。そして、増幅された変調光が１本の光に合波され、その合波光が、第２の方向に垂直走査される。
【００２８】
本発明の投射型表示装置は、映像信号に対応して変調された変調光を出射する出射手段と、出射手段から出射された変調光を、映像信号の高速な同期信号に対応して走査する第１の走査手段と、第１の走査手段により高速に走査された変調光を増幅する光増幅手段と、光増幅手段により増幅された変調光を合波する光合波手段と、光合波手段により合波された光を、映像信号の低速な同期信号に対応して走査する第２の走査手段と、第２の走査手段により低速走査された光に対応する画像の表示を制御する表示制御手段とを備えることを特徴とする。
【００２９】
本発明の投射型表示装置においては、第１の走査手段により、変調光が高速に走査された後、光増幅され、第２の走査手段により、合波光が低速に走査される。
【００３０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る光ビーム走査系を採用した光ビーム投射型ディスプレイ装置の一実施の形態の構成を示すブロック図である。光ビーム投射型ディスプレイ装置は、半導体レーザ駆動回路１、多色光源部２、光増幅走査部３、および、スクリーン４で構成されている。
【００３１】
半導体レーザ駆動回路１は、変調制御部１１、および、LD（レーザダイオード）パルスドライバ１２−１乃至１２−３（以下、これらのLDパルスドライバ１２−１乃至１２−３を個々に区別する必要がない場合、単にLDパルスドライバ１２と称する。他の部品においても同様とする）で構成されている。
【００３２】
変調制御部１１は、本出願人が、例えば、特願平１１−３７５１４７号として、先に提案した変調方式により、LDパルスドライバ１２−１乃至１２−３の駆動電流を制御する。
【００３３】
すなわち、変調制御部１１は、デジタル映像信号のＲＧＢ各色のドットデータ値と、レーザダイオード（半導体レーザ）をパルス駆動するパルス駆動周波数をカウンタでカウントした値をデータコンパレータで比較して、パルス制御ゲートを開閉する。そして、変調制御部１１は、この開閉により、LDパルスドライバ１２−１乃至１２−３をそれぞれ制御し、レーザダイオード２１−１乃至２１−３を駆動する電流パルス数を変調させる。
【００３４】
LDパルスドライバ１２−１乃至１２−３は、変調制御部１１から供給される変調されたパルス信号に基づいて、ドライブ電流パルスを出力して、多色光源部２のレーザダイオード２１−１乃至２１−３を、それぞれ駆動する。
【００３５】
多色光源部２は、色の３原色である赤色（Ｒ）、緑（Ｇ）、青色（Ｂ）の光ビームを発光するＲ発光用レーザダイオード２１−１、Ｇ発光用レーザダイオード２１−２、Ｂ発光用レーザダイオード２１−３で構成されている。
【００３６】
Ｒ発光用レーザダイオード２１−１は、LDパルスドライバ１２−１により駆動され、インコヒーレントな赤色光信号ビームLRを光増幅走査部３の光プレ走査部３１−１に出射する。このＲ発光用レーザダイオード２１−１としては、例えば、波長650nm付近に発振波長を有するAlGaInP系のレーザダイオードを用いることが可能である。
【００３７】
Ｇ発光用レーザダイオード２１−２は、LDパルスドライバ１２−２により駆動され、インコヒーレントな緑色光信号ビームLGを光増幅走査部３の光プレ走査部３１−２に出射する。このＧ発光用レーザダイオード２１−２としては、例えば、波長520nm付近に発振波長を有するZnMgSSe系のレーザダイオードを用いることが可能である。
【００３８】
Ｂ発光用レーザダイオード２１−３は、LDパルスドライバ１２−３により駆動され、インコヒーレントな青色光信号ビームLBを光増幅走査部３の光プレ走査部３１−３に出射する。このＢ発光用レーザダイオード２１−３としては、例えば、波長485nm付近に発振波長を有するZnMgSSe系のレーザダイオードを用いることが可能である。
【００３９】
なお、これらの光源は、上述したレーザダイオードに限定されるものではなく、例えば、発光ダイオード（LED）などを用いても良い。
【００４０】
光増幅走査部３は、光プレ走査部３１−１乃至３１−３、光増幅部３２、および、光ポスト走査部３３で構成されている。
【００４１】
光プレ走査部３１−１は、Ｒ発光用レーザダイオード２１−１より入射された赤色光信号ビームLRをライン方向（通常、水平方向）に偏向走査する。光プレ走査部３１−２は、Ｇ発光用レーザダイオード２１−２より入射された緑色光信号ビームLGをライン方向（通常、水平方向）に偏向走査する。光プレ走査部３１−３は、Ｂ発光用レーザダイオード２１−３より入射された青色光信号ビームLBをライン方向（通常、水平方向）に偏向走査する。
【００４２】
光増幅部３２は、略リボン状（薄板状）の光増幅器４１−１乃至４１−３、および、光合波器４２で構成されている。
【００４３】
光増幅器４１−１は、光プレ走査部３１−１でライン方向に偏向走査された赤色光信号ビームLRを必要な光強度まで増幅し、光合波器４２に出射する。光増幅器４１−２は、光プレ走査部３１−２でライン方向に偏向走査された緑色光信号ビームLGを必要な光強度まで増幅し、光合波器４２に出射する。光増幅器４１−３は、光プレ走査部３１−３でライン方向に偏向走査された青色光信号ビームLBを必要な光強度まで増幅し、光合波器４２に出射する。
【００４４】
例えば、ダイクロイックミラーなどにより構成される光合波器４２は、光増幅器４１−１乃至４１−３でそれぞれ増幅された、赤色ビームALR、緑色ビームALG、および、青色ビームALBを合波し、その合波ビームRGBを光ポスト走査部３３に出射する。
【００４５】
光ポスト走査部３３は、光合波器４２より入射された合波ビームRGBをフレーム方向（通常、垂直方向）に偏向走査し、スクリーン４面上に投射し、そこに高精細画像を表示（再生）させる。
【００４６】
次に、図２を参照して、図１の光増幅走査部３の光学系の構成について説明する。なお、RGB各色ともに同様の構成となることから、説明をわかりやすくするために、Ｒ色の光増幅走査部３の光学系の構成例について説明する。
【００４７】
Ｒ発光用レーザダイオード２１−１は、映像信号のＲ成分で変調された赤色光信号ビームをコリメータレンズ５２に出射する。
【００４８】
コリメータレンズ５２は、Ｒ発光用レーザダイオード２１−１より入射された光信号ビームを、微小光学ミラー（マイクロミラー）５３面上に集光させる。なお、Ｒ発光用レーザダイオード２１−１から出射される光信号ビームの放射角、または、Ｒ発光用レーザダイオード２１−１と微小光学ミラー５３の間の距離が、そのレンズの機能や性能に影響がない場合、このコリメータレンズ５２を省略することも可能である。
【００４９】
微小光学ミラー５３は、少なくとも信号光に対して高反射率の微小な反射面５３ａと、その反射面５３ａに固定された回転軸５３ｂで構成され、映像信号の水平走査信号に同期するように、微小光学ミラー駆動回路（図示せず）により、静電的に、あるいは、電磁誘導により駆動される。回転軸５３ｂは、安定して反復する部分回転運動を可能とする支持台に固定されるか、あるいは、微小光学ミラー５３の安定した回転運動を可能とする自由回転が可能な軸受に装着される（いずれも図示せず）。また、回転軸５３ｂは、Ｒ発光用ダイオード２１−１より入射されるＲ色光信号ビームの反射面５３ａの略入射点付近を通り、かつ、そのＲ色光信号ビームと反射面５３ａの法線が作る入射平面に略垂直となるように設置される。
【００５０】
このように構成された微小光学ミラー５３は、コリメータレンズ５２を介して入射されるＲ発光用レーザダイオード２１−１からの赤色光信号ビームを反射面５３ａで反射走査することで、赤色光信号ビームをライン走査し、ｆθレンズ５４に出射する。
【００５１】
ｆθレンズ５４は、微小光学ミラー５３より入射された赤色光信号ビームを、光増幅器４１−１の入射端面４１−１ａに集光させる。このとき、等角走査された光信号ビームは、ｆθレンズ５４により、等速走査の光信号ビームに変換される。
【００５２】
光増幅器４１−１は、ｆθレンズ５４より入射された赤色光信号ビームを、後述する導波路構造により入射時の相対的位置関係を保持して、出射端面４１−１ｂまで導波するとともに、励起光により励起された光増幅媒体からの誘導放出により、赤色光信号の強度を増幅する。これにより、赤色光信号は、映像信号の波形を保持しつつ、所定の大画面表示に必要な光強度まで増幅される。また、光増幅器４１−１は、その入射端面４１−１ａの矩形の長辺方向（図３の横方向）が、入射光ビームのライン走査方向と略一致するように設置される。なお、光増幅器４１の構造の詳細は、後述する。
【００５３】
光増幅媒体は、増幅媒体の吸収波長に整合した発光波長で発光する励起用光源により、効果的に光学励起される。励起用光源は、図示しないが、媒体励起系の構成としては、例えば、増幅媒体の信号光の入射端面から励起光を入射させる前方向励起系、増幅媒体の信号光出射端面から励起光を入射させる後方向励起系、または、増幅媒体の両端面から励起光を入射させる双方向励起系などが用いられる。
【００５４】
光増幅器４１−１より出射された赤色光信号ビームは、図１の光合波器４２により、緑色光信号ビームおよび青色光信号ビームとともに、１本の光信号ビームに合波された後、プロジェクションレンズ５５により、ガルバノミラー５６の反射面５６ａ上に投射される。このとき、プロジェクションレンズ５５は、光信号ビームを、焦点距離が略無限遠のコリメート光、あるいは、スクリーン４上に結像する収束光に変換する。
【００５５】
ガルバノミラー５６は、多色信号光に対して高反射率の反射面５６ａと、その反射面５６ａに固定された回転軸５６ｂで構成され、映像信号の垂直走査信号に同期するように、ガルバノミラー駆動回路（図示せず）により駆動される。回転軸５６ｂは、安定して反復する部分回転運動を可能とする支持台（図示せず）に固定される。回転軸５６ｂは、光増幅器４１−１の出射端面４１−１ｂから出射された略直線状の光ビームアレイ上に位置するように配置される。
【００５６】
このように構成されたガルバノミラー５６は、プロジェクションレンズ５５より入射される光信号ビームを反射面５６ａで反射走査し、スクリーン４上に投射し、そこに画像を表示させる。
【００５７】
なお、プロジェクションレンズ５５において、光信号ビームがコリメート光に変換された場合、光増幅走査部３とスクリーン４の間の距離に制約はないが、光信号ビームが収束光に変換された場合、スクリーン４上に投射される映像が劣化しない範囲内に設置距離が制約される。
【００５８】
次に、一般的なリボン状の光増幅器の構造について、図３を参照して説明する。なお、同図は、光増幅器４１を入射端側から見た図を表わしている。
【００５９】
光増幅増幅活性領域６１は、出射端まで光を伝搬するような、光学的に透明な、例えば、PMMA、シリカガラスなどの光増幅媒体からなり、励起光を吸収するドーパントが適量な濃度でドープされる。ドーパントには、励起光の波長帯域に大きな吸収断面積をもつ、あるいは、信号光の波長帯域に大きな放出断面積をもつ、固有の電子遷移が可能な部材が用いられる。
【００６０】
光増幅媒体の色素材料の詳細は、本出願人が、例えば、特開平１１−９７７７９号として、先に提案している。
【００６１】
すなわち、光増幅媒体は、複数の波長の光ビームに対して利得を持つように、複数の有機色素をドープすることが望ましい。そして、注目すべき色素は、ローダミン6Gを含むキサンテン色素と、クマリン１を含むクマリン誘導体である。この２つの色素クラスで、フルカラーディスプレイに必要な可視光領域をカバーすることができる。
【００６２】
光閉じ込め層６２は、リボン状の光増幅器４１を伝搬する信号光または励起光のうち、少なくとも信号光を光増幅増幅活性領域６１に閉じ込め、高効率な信号増幅を可能にする。また、光閉じ込め層６２は、信号光の入射位置の相対関係を保持しつつ、光増幅器４１の出射端まで、最小の光学的損失で導波する。従って、光閉じ込め層６２の屈折率は、光増幅増幅活性領域６１の屈折率より小さく設定される。例えば、光増幅器４１の入射開口数が0.3となるように、光増幅増幅活性領域６１および光閉じ込め層６２の屈折率が、それぞれ設定される。
【００６３】
被覆層６３は、上述した光増幅増幅活性領域６１および光閉じ込め層６２を覆っている。
【００６４】
リボン状の光増幅器の奥行き方向の寸法は、必要とされる利得に応じて調整される。また、この利得は、ドーパントの濃度分布、励起光、信号光との強度分布、および、それぞれの分布の重なり量などの設計パラメータが調整されることにより、設定される。
【００６５】
図３の構造のリボン状の光増幅器では、その端面の長辺方向において屈折率の分布が均一とされ、入射された光ビームが、伝搬とともに発散して、ビーム径が拡大される。その結果、隣り合う画素の光信号に空間的重畳が生じ、解像度が低下することになる。
【００６６】
そこで、本発明では、リボン状の光増幅器４１を、図４に示されるような構造にすることにより、このような解像度の低下を回避することができるようにする。なお、図４において、図３における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。この構成例においては、光増幅チャネル７１および光チャネル分離領域７２が設けられ、その他の構造は、図３に示した例と同様である。
【００６７】
光増幅チャネル７１は、信号光が入射地点の相互位置関係を保持しつつ、導波および増幅される導波路領域であり、１つのチャネルは、画素と等しいか、あるいは、それより小さい領域とされる。また、光増幅チャネル７１は、多角形または円形のような形状にすることも可能である。
【００６８】
図４の例では、光増幅チャネル７１は、２行のチャネル構造とされているが、これに限らず、１行のチャネル構造でもよい。２行のチャネル構造の場合、２行で１本の縦長のビームを走査（２ビーム同時に走査）するようにしてもよい。これにより、光信号は、効率的に増幅される。
【００６９】
光チャネル分離領域７２は、伝搬中に、隣り合う光増幅チャネル７１（例えば、光増幅チャネル７１−１および７１−２）で、それぞれ導波および増幅される信号光が、光学的に結合されることにより発生する、各チャネル間の光信号クロストークを抑制するために設けられる。
【００７０】
従って、光チャネル分離領域７２により光信号の光学的結合を遮断する場合、光増幅チャネル７１の屈折率が、光チャネル分離領域７２の屈折率より大きな値になるようにする。
【００７１】
例えば、光増幅チャネル７１は、ポリメチルメタクリレート（屈折率1.495）に代表されるアクリル系プラスチックで構成され、光チャネル分離領域７２は、フルオロアクリレート（屈折率1.385）に代表されるフッ素化樹脂で構成される。
【００７２】
また、例えば、隣り合う光増幅チャネル７１−１と７１−２を分離する光チャネル分離領域７２−１が、少なくとも信号光波長に対して高い吸収率をもつような部材を用いるようにしてもよい。
【００７３】
さらにまた、例えば、光増幅チャネル７１の屈折率が、光チャネル分離領域７２の屈折率より大きい値になるようにし、かつ、光チャネル分離領域７２が、少なくとも信号光波長に対して高い吸収率をもつような部材を用いるようにしてもよい。
【００７４】
次に、図１の光ビーム投射型ディスプレイ装置の動作について説明する。
【００７５】
変調制御部１１は、LDパルスドライバ１２−１乃至１２−３を制御し、直流バイアス電流を適宜調整して重畳されたドライブ電流パルスを、Ｒ発光用レーザダイオード２１−１乃至Ｂ発光用レーザダイオード２１−３に、それぞれ出力させる。
【００７６】
LDパルスドライバ１２−１から出力されたドライブ電流パルスは、Ｒ発光用レーザダイオード２１−１により、映像信号で変調されたインコヒーレントな赤色光信号ビームLRに変換される。同様に、LDパルスドライバ１２−２，１２−３から出力されたドライブ電流パルスは、Ｇ発光用レーザダイオード２１−２およびＢ発光用レーザダイオード２１−３により、それぞれ、緑色光信号ビームLGおよび青色光信号ビームLBに変換される。
【００７７】
Ｒ発光用レーザダイオード２１−１乃至Ｂ発光用レーザダイオード２１−３で変換された、赤色光信号ビームLR、緑色光信号ビームLG、および青色光信号ビームLBは、光プレ走査部３１−１乃至３１−３にそれぞれ入射され、そこで、ライン方向に偏向走査される。
【００７８】
光プレ走査部３１−１乃至３１−３でライン方向に偏向走査された、赤色光信号ビームLR、緑色光信号ビームLG、および青色光信号ビームLBは、光増幅器４１−１乃至４１−３にそれぞれ入射され、そこで、必要な光強度まで増幅される。
【００７９】
光増幅器４１−１乃至４１−３で増幅された多色光信号ビームは、光合波器４２により、１本の光ビームに合波される。そして、合波された光信号ビームは、光ポスト走査部３３に入射され、そこで、フレーム方向に偏向走査され、スクリーン４上に投射される。これにより、スクリーン４には、高精細映像が再生される。
【００８０】
次に、図５を参照して、図１の光増幅部３２の信号系の動作について説明する。なお、RGB各色ともに同様の構成となることから、説明をわかりやすくするために、Ｒ色の光増幅部３２の信号系の動作について説明する。
【００８１】
Ｒ発光用レーザダイオード２１−１は、映像信号で変調されたインコヒーレントな赤色光信号を微小光学ミラー５３に入射する。これにより、例えば、図６（Ａ）のタイムチャートに示されるような、赤色光信号ＰA1，ＰB1，ＰC1，ＰD1が、微小光学ミラー５３に入射される。
【００８２】
微小光学ミラー５３は、入射された赤色光信号をライン走査し、光増幅器４１−１に出射する。これにより、例えば、図６（Ｂ）乃至（Ｅ）のタイムチャートに示されるような、赤色光信号ＰA2，ＰB2，ＰC2，ＰD2が、光増幅器４１−１に入射される。
【００８３】
光増幅器４１−１は、入射された赤色光信号を増幅する。すなわち、赤色光信号は、それぞれの入射点にある光増幅チャネル７１（図４）に入射される。そして、光増幅チャネル７１は、励起光により、入射された赤色光信号を増幅するとともに、赤色光信号の入射位置の相対関係を保持しつつ、最小の光学的損失で出射端まで導波する。これにより、例えば、図６（Ｆ）乃至（Ｉ）のタイムチャートに示されるような、赤色光信号ＰA3，ＰB3，ＰC3，ＰD3が、光増幅器４１−１より出射される。
【００８４】
このように、光増幅器４１−１から出射された赤色光信号が、ガルバノミラー５６（図２）により、フレーム走査され、スクリーン４上に投射される。
【００８５】
以上においては、例えば、レーザダイオード２１から低出力された変調光ビームを、励起光源を用いた光増幅器４１により、高出力の変調光ビームに光増幅することが可能になる。
【００８６】
すなわち、具体的な数値例を用いるならば、例えば、レーザダイオード２１の出力が２ｍＷ、光増幅器４１の利得が２７ｄＢであるとすると、光増幅器４１より出力される増幅光信号ビームは１Ｗとなり、１００インチ級の大画面スクリーン上に、充分な明るさ、かつ、高解像度で、映像を表示することができる。その場合、微小光学ミラー５３では、２ｍＷの光信号ビームをライン走査すればよいことになり、熱容量の負荷は、従来の約１／５００となり、大幅に改善されることがわかる。
【００８７】
以上のように、光信号を、光増幅器４１の前段（光プレ走査部３１）でライン走査し、光増幅器４１の後段（光ポスト走査部３３）でフレーム走査するようにしたので、また、光増幅器４１の光チャネル分離領域７２により光信号の光学的結合を遮断するようにしたので、解像度の低下を回避しつつ、スクリーン４に高精細映像を再生することができる。すなわち、本発明を利用することにより、以下に示すような効果が得られる。
【００８８】
（１）光増幅される前に、微小光学ミラーにより光を走査させるようにしたので、微小光学ミラーの温度上昇、および、それによる変形および劣化を抑制することができる。
【００８９】
（２）設置時の光学アラインメントが容易になる。
【００９０】
（３）光走査を、光増幅器の前段と後段に分けたことにより、反射時の散乱回折による光学損失を低減することができる。
【００９１】
（４）微小光学ミラーを利用したことにより、光走査装置を、小型化かつ軽量化することができる。
【００９２】
（５）また、微小光学ミラーを利用したことにより、高速ライン走査が可能になり、低コストで、かつ、高解像度の投射型ディスプレイが可能である。
【００９３】
なお、上述した例では、光プレ走査部３１で光信号を水平走査し、光ポスト走査部３３で光信号を垂直走査するようにしたが、本発明は、これに限らず、前者に光信号を垂直走査させ、後者に光信号を水平走査させるようにすることも可能である。
【００９４】
【発明の効果】
以上のように、本発明の光走査装置によれば、変調光を第１の方向に走査した後、その変調光を光増幅する。そして、増幅された変調光を１本の光に合波し、その合波光を、第２の方向に走査するようにしたので、第１の走査手段の温度上昇、それによる変形および劣化を抑制することができる。
【００９５】
また、本発明の投射型表示装置によれば、変調光を高速に走査した後、光増幅し、合波光を低速に走査するようにしたので、低コストで、かつ高精度に、色彩再現性の高い、大型ディスプレイを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した光ビーム投射型ディスプレイ装置の一実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の光増幅走査部の光学系の構成を示すブロック図である。
【図３】リボン状の光増幅器の構造を説明する図である。
【図４】本発明を適用したリボン状の光増幅器の構造を説明する図である。
【図５】図１の光増幅部の信号系の動作を説明するブロック図である。
【図６】図５の動作を説明するタイムチャートである。
【符号の説明】
１  半導体レーザ駆動回路，  ２  多色光源部，  ３  光増幅走査部，  ４  スクリーン，  １１  変調制御部，  １２−１乃至１２−３  LDパルスドライバ，  ２１−１乃至２１−３  ダイオード，  ３１−１乃至３１−３  光プレ走査部，  ３２  光増幅部，  ３３  光ポスト走査部，  ４１−１乃至４１−３  光増幅器，  ４２  光合波器，  ５２  コリメータレンズ，  ５３  微小光学ミラー，  ５４  光学レンズ，  ５５  プロジェクションレンズ，  ５６  ガルバノミラー，  ６１  光増幅増幅活性領域，  ６２  光閉じ込め層，  ７１  光増幅チャネル，  ７２  光チャネル分離領域
【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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