(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリーン上に映像を投射する映像投射装置において、
レーザ光を出射するポンプＬＤ部と該ポンプＬＤ部の出射光を増幅するファイバー部とからなるファイバーレーザ、および該ファイバーレーザの出射光の波長を変換し、スクリーンへの投射光を出力するＳＨＧ素子を有し、
前記ファイバー部は、装置筐体の内壁に沿って一周以上の周回軌道を描くように配置されている、
ことを特徴とする映像投射装置。
【請求項２】
請求項１に記載の映像投射装置において、
前記ＳＨＧ素子と、前記ポンプＬＤ部もしくは前記ポンプＬＤ部を含んだ筐体とが分離され、
前記ポンプＬＤ部は、装置筐体の内壁に接触した状態で設置されている、
ことを特徴とする映像投射装置。
【請求項３】
請求項２に記載の映像投射装置において、
前記ＳＨＧ素子と前記ポンプＬＤ部とは、３ｃｍ以上離間されている、
ことを特徴とする映像投射装置。
【請求項４】
請求項１に記載の映像投射装置において、
前記ファイバー部を構成するファイバーブラッググレーティングは、その形状が変化しないように固定されている、
ことを特徴とする映像投射装置。
【請求項５】
請求項１に記載の映像投射装置において、
前記ファイバー部を構成するファイバーブラッググレーティングの温度変化を抑制する制御を行なう、
ことを特徴とする映像投射装置。
【請求項６】
請求項１に記載の映像投射装置において、
前記ファイバー部を構成するファイバーブラッググレーティングは、筐体内部の空気と隔離されている、
ことを特徴とする映像投射装置。
【請求項７】
請求項１に記載の映像投射装置において、
前記ファイバー部の一部に、偏光方向を識別するためのマーカーが形成されている、
ことを特徴とする映像投射装置。
【請求項８】
請求項１に記載の映像投射装置において、
前記ＳＨＧ素子により波長変換されなかった基本波を電力に変換する光電変換素子を備えた、
ことを特徴とする映像投射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コヒーレント光源を用いた映像投射装置とその周辺部品、さらには前記映像投射装置が含まれたコンピューターおよび映像出力機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図７に従来のこの種の映像投射装置の一例として、レーザディスプレイ１００の概略構成を示す。
【０００３】
図７に示す従来のレーザディスプレイ１００は、ＲＧＢ３色のレーザ光を発生するレーザ光源１０２，１０４，１０６と、レーザ光を平行光に変換するレンズ１０７と、レンズ１０７を通過した光の光量を均一化するインテグレーター１０８と、インテグレーター１０８からの光を透過させる液晶パネル１１０と、液晶パネル１１０を制御する制御回路１１２と、液晶パネル１１０を透過した光を合波する透過光プリズム１０９と、透過光プリズム１０９からの光をスクリーン１０１に投射する投射レンズ１１１とを有するものである。
【０００４】
上記レーザ光源１０２，１０４は半導体レーザであり、それぞれ、青色のレーザ光、赤色のレーザ光を出射する。また、上記レーザ光源１０６は、ファイバーレーザ１０３とＳＨＧ素子１０５とを有し、ファイバーレーザ１０３から出射される、波長が１０６０ｎｍ近傍の近赤外光を、ＳＨＧ素子１０５を用いて波長変換することにより、緑色のレーザ光を出射する。
【０００５】
次に、従来のレーザディスプレイ１００の動作について説明する。
【０００６】
各レーザ光源１０２，１０４，１０６から出射されたＲＧＢ３色のレーザ光は、レンズ１０７を用いて平行光に変換された後、インテグレーター１０８を用いて光量が均一化され、液晶パネル１１０を透過する。この液晶パネル１１０では、ＲＧＢ信号により透過光が変調される。
【０００７】
そして、対応する液晶パネル１１０を透過した光は、透過光プリズム１０９を用いて合波され、投射レンズ１１１を用いてスクリーン１０１に投射される。
【０００８】
このようにして、スクリーン１０１上に２次元の画像が表示される。
【０００９】
この従来の映像投射装置では、ＲＧＢそれぞれの光源の光が単色光であるため、適当な波長のレーザ光源を用いることで、ＮＴＳＣ信号により画像表示を行なう装置よりも表示可能な色範囲が広がり、色純度が高く、鮮やかな画像の表示が可能となる。さらに、光源にランプを用いる場合に比べて消費電力の低減化を実現している。
【００１０】
図８は、上記従来のレーザディスプレイ１００に接続可能な機器を示すものである。
【００１１】
この従来例のレーザディスプレイ１００は、そのＲＧＢ端子２００により映像信号を入力するものとしており、ノートＰＣ等のパーソナルコンピュータ２０１、ビデオゲーム機２０２、各種ＤＶＤ等の光ディスクプレーヤ２０３、ＶＴＲとの一体型を含む光ディスクレコーダ２０４、カメラ一体型ＶＴＲ２０５、据え置き型ＶＴＲ２０６、ＢＳ／ＣＳチューナ２０７、ＴＶ２０８、各種光ディスクドライブとの一体型を含むハードディスクレコーダ２０９、インターネット放送用ＳＴＢ（Ｓｅｔ  Ｔｏｐ  Ｂｏｘ）２１０、ＣＡＴＶ用ＳＴＢ２１１、地上波デジタル放送用ＳＴＢ２１２、ＢＳ  ＨＤＴＶ放送用ＳＴＢ２１３等、ＲＧＢ信号の出力端子を有するものであれば、接続が可能である。
【００１２】
この他、レーザディスプレイと接続する機器が出力する信号のフォーマットに合わせて、Ｄ４入力端子、ＤＶＩ−Ｄ入力端子、ＩＥＥＥ１３９４端子、コンポーネント端子、Ｓ端子、ビデオ端子等を設けてもよい。
【００１３】
また、図９（ａ）は、ファイバーレーザ１０３の詳細な構成を示す図であり、図９（ｂ）はテーパファイバーの断面図、図９（ｃ）は希土類ドープファイバーの断面図を示している。
【００１４】
ファイバーレーザ１０３は、ポンプ光源１１６、テーパファイバー１１７、希土類ドープファイバー１１８、ファイバーブラッググレーティング（以下、ＦＢＧとする）１１９、およびポラライザー１２１から構成される。
【００１５】
上記希土類ドープファイバー１１８のレーザ光入射側に形成されたＦＢＧ１１９ａは、出射端面側からの反射光に対してほぼ１００％の反射率を持つ。一方、レーザ光出射側に形成されたＦＢＧ１１９ｂの反射率は１０％程度に設計されている。
【００１６】
また、上記希土類ドープファイバー１１８にはＹｂ（Ｙｔｔｅｒｂｉｕｍ）が添加されており、この希土類ドープファイバー１１８は、ポンプ光源１１６からの光の波長を９８０ｎｍから１０６０ｎｍに変換する機能を有し、かつ、９８０ｎｍの波長を有する光の吸収が大きな一種の固体レーザとなっている。
【００１７】
次に、ファイバーレーザ１０３の動作について説明する。
【００１８】
ポンプ光源１１６から出射されたレーザ光は、テーパファイバー１１７を用いて希土類ドープファイバー１１８へ光結合される。ポンプ光源１１６の発振波長は９８０ｎｍである。
【００１９】
希土類ドープファイバー１１８に結合されたレーザ光は、ＦＢＧ１１９によって波長がロックされる。
【００２０】
希土類ドープファイバー１１８に結合したレーザ光は、希土類ドープファイバー１１８に吸収されるとともに１０６０ｎｍのレーザ光に波長変換され、１０６０ｎｍ近傍のレーザ光として出力される。入力光１２Ｗに対し、出力光は８Ｗである。
【００２１】
出力された１０６０ｎｍの赤外光は、ＳＨＧ（Ｓｅｃｏｎｄ  Ｈａｒｍｏｎｉｃ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）素子１２０により波長５３０ｎｍの緑色光に波長変換される。緑色光の出力は３Ｗである。
【００２２】
希土類ドープファイバー１１８において、ポンプ光の吸収を高めるためには希土類ドープファイバーの長さが重要となる。つまり、希土類ドープファイバー１１８の長さが長ければ長いほど、ポンプ光の吸収率を高めることができるので、数ｍは必要となる。従って、通常は、図７に示すように、希土類ドープファイバーをくるくる巻いた状態（ループ状）で、ファイバーレーザ収納ボックス１０３ａ内に収納している。
【特許文献１】特開２００３−９８４７６号公報（第４頁  図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
上記従来の映像投射装置の小型化を図り、持ち運びや取り付けを容易にするためには、装置筐体内において占有面積の大きいファイバーレーザの小型化もしくは配置への配慮が必要である。
【００２４】
また、ファイバーレーザの使用電力と発熱は大きいため、長時間の利用により筐体内に熱が蓄積し、筐体内の温度が上昇する。その結果、ＳＨＧ素子による波長変換の効率が変動しやすくなり、レーザ光の出力安定化が困難であった。
【００２５】
また、ＳＨＧ素子の波長変換効率は、ＳＨＧ素子の温度変化により大きく変動する。具体的には、ＳＨＧ素子の温度が１℃変化すると、ＳＨＧ素子の波長変換効率が最大で約５０％変化するため、高精度な温度制御が必要とされる。
【００２６】
また、ファイバーレーザに形成されるＦＢＧについても、形状変化や温度変化に配慮が必要となる。例えば、ＦＢＧの形状が変化した場合、ポンプ光源の波長が揺らぐ原因となり、これにより、ファイバーレーザから出力されるレーザ光の出力と波長に揺らぎが発生していた。また、ＦＢＧの温度が変化した場合も、ポンプ光源の波長が揺らいでしまうという問題があった。このような波長のゆらぎや出力の揺らぎは、緑色光出力のゆらぎを起こすため、大きな問題となっていた。
【００２７】
加えて、映像投射装置の省電力化も要求される。省電力化は、バッテリー駆動を行う際には特に重要な要件である。
【００２８】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、装置内の温度上昇を抑制してレーザ光の出力安定化を向上させるとともに、装置の小型化、省電力化を実現することのできる映像投射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
上記課題を解決するために、本発明の映像投射装置は、スクリーン上に映像を投射する映像投射装置において、レーザ光を出射するポンプＬＤ部と該ポンプＬＤ部の出射光を増幅するファイバー部とからなるファイバーレーザ、および該ファイバーレーザの出射光の波長を変換し、スクリーンへの投射光を出力するＳＨＧ素子を有し、前記ファイバー部は、装置筐体の内壁に沿って一周以上の周回軌道を描くように配置されている、ことを特徴とする。
【００３０】
これにより、装置筐体内におけるファイバーレーザの占有面積を低減させ、映像投射装置の小型化を図ることができ、その結果、持ち運びや設置が容易な映像投射装置を実現することができる。
【００３１】
また、上記映像投射装置において、前記ＳＨＧ素子と、前記ポンプＬＤ部もしくは前記ポンプＬＤ部を含んだ筐体とが分離され、前記ポンプＬＤ部は、装置筐体の内壁に接触した状態で設置されていることが望ましい。
【００３２】
これにより、ＳＨＧ素子の温度上昇を抑えるとともに、ポンプＬＤ自体の温度上昇を抑えることができる。
【００３３】
また、上記映像投射装置において、前記ＳＨＧ素子と前記ポンプＬＤ部とは、３ｃｍ以上離間されていることが好ましい。
【００３４】
これにより、ポンプＬＤ部により発生する熱の影響がＳＨＧ素子に及ぶのを抑えることができ、ＳＨＧ素子の出力安定化を図ることができる。
【００３５】
また、上記映像投射装置において、前記ファイバー部を構成するファイバーブラッググレーティングは、その形状が変化しないように固定されていることが望ましい。
【００３６】
これにより、ファイバーブラッググレーティングの形状変化を防止して、ＳＨＧ素子から出力される光の出力安定化を図ることができる。
【００３７】
また、上記映像投射装置において、前記ファイバー部を構成するファイバーブラッググレーティングの温度変化を抑制する制御を行なうことが望ましい。
【００３８】
これにより、ファイバーブラッググレーティング自体の温度変化を抑制し、ポンプＬＤ部の発振波長の安定化を図ることができる。
【００３９】
また、上記映像投射装置において、前記ファイバー部を構成するファイバーブラッググレーティングは、筐体内部の空気と隔離されていることが好ましい。
【００４０】
これにより、ファイバーブラッググレーティング自体の温度変化を抑制し、ポンプＬＤ部の発振波長の安定化を図ることができる。
【００４１】
また、上記映像投射装置において、前記ファイバー部の一部に、偏光方向を識別するためのマーカーが形成されていることが好ましい。
【００４２】
これにより、ファイバーレーザからの出射光の偏光方向を目視により確認することができるので、ファイバーレーザからの出射光とＳＨＧ素子の偏光方向を容易に一致させることができる。
【００４３】
また、上記映像投射装置において、前記ＳＨＧ素子により波長変換されなかった基本波を電力に変換する光電変換素子を備えたことが望ましい。
【００４４】
これにより、ＳＨＧ素子により波長変換されなかった基本波を電力に変換し、その電力を装置の駆動電力として利用することができるため、省電力化を実現することができる。
【００４５】
また、本発明の映像投射装置は、レーザ光を出射するポンプＬＤ部と該ポンプＬＤ部の出射光を増幅するファイバー部とからなるファイバーレーザを有し、前記ポンプＬＤ部は、装置筐体の外に設置されていることを特徴とする。
【００４６】
これにより、ポンプＬＤ部で発生した熱を装置筐体外部で放熱させることができ、筐体内部の温度上昇を抑えることができる。
【００４７】
また、上記映像投射装置において、前記ファイバー部は、本映像投射装置の電源コードに内蔵され、前記ポンプＬＤ部は、前記電源コードのコネクタ部に内蔵されていることが好ましい。
【００４８】
これにより、電源コードを利用してファイバー部の長さを確保することができ、装置筐体内の省スペース化を図ることができる。
【００４９】
また、上記映像投射装置において、前記ファイバーレーザからの出射光のうち、波長変換に利用されなかった光を電力に変換する光電変換素子を備えたことが望ましい。
【００５０】
これにより、ＳＨＧ素子により波長変換されなかった光を電力に変換し、その電力を装置の駆動電力として利用することができるため、省電力化を実現することができる。
【００５１】
また、本発明の映像投射装置は、基本波を出射する基本波光源と、該基本波光源からの出射光の波長を変換し、スクリーンへの投射光を出力するＳＨＧ素子とを有し、前記ＳＨＧ素子により波長変換されなかった基本波を電力に変換する光電変換素子を備えていることを特徴とする。
【００５２】
これにより、ＳＨＧ素子により波長変換されなかった基本波を電力に変換し、その電力を装置の駆動電力として利用することができるため、省電力化を実現することができる。
【００５３】
また、上記映像投射装置において、前記光電変換素子は、Ｓｉ、Ｇｅ、ＣｄＳ、ＩｎＰ、ＣｄＴｅ、ＧａＡｓ、ＡｌＳｂのいずれかの材料を用いたものであることが好ましい。
【００５４】
これにより、電力変換の高効率化を図ることができる。
【発明の効果】
【００５５】
本発明の映像投射装置によれば、ファイバーレーザのファイバー部を装置筐体の内壁に沿って一周以上の周回軌道を描くように配置するようにしたので、筐体内の省スペース化を図ることができ、その結果、映像投射装置の小型化を実現することができる。
【００５６】
また、本発明の映像投射装置によれば、ファイバーレーザのポンプＬＤ部を装置筐体の外部に設置するようにしたので、ポンプＬＤ部で発生した熱を装置筐体外部で放熱させて、筐体内部の温度上昇を抑制することができるとともに、ＳＨＧ素子の出力安定性を向上させることができる。
【００５７】
また、本発明の映像投射装置によれば、ファイバー部を構成するファイバーブラッググレーティングの温度変化や形状変化を防止するようにしたので、光出力の安定化を図ることができる。
【００５８】
さらに、本発明の映像投射装置によれば、ＳＨＧ素子で変換されなかった基本波を、光電変換素子を用いて電力に変換し、変換した電力を装置の駆動電力として利用するようにしたので、映像投射装置の省電力化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による映像投射装置１ａの概略構成を示す図である。
【００６０】
本実施の形態１の映像投射装置１ａは、ＲＧＢ３色のレーザ光を発生するレーザ２，４，６と、各レーザ光を平行光に変換するレンズ７と、レンズ７を通過した光の光量を均一化するインテグレーター８と、インテグレーター８からの光を透過させる液晶パネル１０と、液晶パネル１０を制御する制御回路１２と、各液晶パネル１０を透過した光を合波する透過光プリズム９と、透過光プリズム９からの光をスクリーン１３に投射する投射レンズ１１とを有するものである。
【００６１】
上記レーザ４，６は半導体レーザであり、それぞれ、赤色のレーザ光、青色のレーザ光を出射する。
【００６２】
また、上記レーザ２は、レーザ光を出射するポンプＬＤ部３ａと該ポンプＬＤ部の出射光を増幅するファイバー部３ｂとからなるファイバーレーザ３と、該ファイバーレーザ３の出射光の波長を変換し、スクリーン１３への投射光を出力するＳＨＧ素子５とを有する。このレーザ２は、ファイバーレーザ３の出射光である、波長１０６０ｎｍ〜１０８０ｎｍ近傍の赤外光を、ＳＨＧ素子５によって波長変換し、緑色のレーザ光を出射する。
【００６３】
なお、ポンプＬＤ部３ａにはポンプ用の光源である半導体レーザが内蔵されている。
【００６４】
また、ファイバー部３ｂの構造は、図９（ａ）に示すように、テーパファイバー１１７、希土類ドープファイバー１１８、ＦＢＧ１１９、およびポラライザー１２１から構成される。ファイバー部３ｂを構成する希土類ドープファイバー１１８は、本実施の形態においてはＹｂが添加されており、ポンプＬＤ３ａからの光の波長を９８０ｎｍから１０６０ｎｍに変換する機能を有し、かつ、９８０ｎｍの波長を有する光の吸収が大きな一種の固体レーザとなっている。また、ファイバー部３ｂを構成するＦＢＧ１９は、ポンプ用の半導体レーザの発振波長をロックするものである。
【００６５】
次に、本実施の形態１の映像投射装置１ａの動作について説明する。
【００６６】
各レーザ２，４，６から出射されたＲＧＢ３色のレーザ光は、レンズ７を用いて平行光に変換された後、インテグレーター８を用いて光量が均一化され、液晶パネル１０を透過する。
【００６７】
そして、液晶パネル１０を透過した光は、透過光プリズム９を用いて合波され、投射レンズ１１を用いてスクリーン１３に投射される。
【００６８】
このようにして、スクリーン１３上に２次元の画像が表示される。
【００６９】
次に、本実施の形態１における、装置自体の小型化の実現方法、装置内部の温度上昇の抑制方法について、以下に示す。
【００７０】
（１）ファイバー部３ｂの配置について
装置自体の小型化を実現するために、ファイバー部３ｂを、映像投射装置筐体１の内壁部分を用いて配線した。具体的には、ファイバー部３ｂを、図１に示すように、筐体１の内壁に沿って一周以上の周回軌道を描くように配置した。これにより、ポンプ光がすべて吸収可能なファイバー長を確保することができる。さらに、映像投射装置の筐体１内における、ファイバーレーザ３の占有面積が低減するため、映像投射装置の大きさが３０％程度削減され、持ち運びや設置が容易になる。もちろん、装置筐体の底面や天板を用いてファイバー部３ｂ配置しても良いのは明らかである。
【００７１】
（２）ＦＢＧ１４の配置について
装置内部の温度上昇を抑制するために、ファイバー部３ｂの一部に形成されているＦＢＧ１４を、その形状が変化しないように固定した。これは、ＦＢＧの形状変化により、ポンプ用の半導体レーザの発振波長が変動する恐れがあるからである。例えば、ＦＢＧの形状が曲がった場合、ＦＢＧに形成されているグレーティングの周期が不均一となり、ポンプ用半導体レーザの発振波長がシングルモードでなくなる。また、振動によりＦＢＧが変形した場合、ポンプ用半導体レーザの発振波長形状が変化するという現象が観測されていた。このようにポンプ用半導体レーザの発振波長が変動すると、希土類ドープファイバーの吸収効率が変化するため、希土類ドープファイバーから出力される変換光の出力が変動してしまうという問題があった。ＦＢＧの温度が変化した場合にも、ＦＢＧに形成されているグレーティングの実効的な周期が変動するため、ポンプ用半導体レーザの発振波長が変動してしまうという問題があった。結果として、ＳＨＧ素子から出力される緑色光の出力が変動し、映像投射装置から投射される映像の色バランスに悪影響を与えていた。そこで、本実施の形態においては、上記課題への対策として、ＦＢＧ１４を、その形状が直線状となるよう、ＦＢＧ固定部１９に固定した。これにより、ＦＢＧ１４の形状変化によるポンプ用半導体レーザの発振波長の変動を防止し、緑色光の出力安定化を容易に実現している。
【００７２】
また、ＦＢＧの温度変化への対策として、ＦＢＧ１４を、装置筐体１内の空気と隔離するようにした。装置筐体１内の温度は電源投入後、装置内の発熱部品の影響により上昇するので、ＦＢＧ１４を装置筐体１内の温度上昇部分に設置した場合、ＦＢＧ１４自体の温度にも変化を与えてしまう。そこで、本実施の形態では、ＦＢＧ１４を、装置外の空気と接する部分に設置した。具体的には、図１のように、筐体１に窪みを設けて実現した。これにより、装置外の空気、言い換えれば室温は装置内の空気に比べて温度変化が小さいため、ＦＢＧの温度は安定に保たれやすくなる。
【００７３】
また、消費電力の制限がゆるい場合は、ＦＢＧ固定部１９に、ＦＢＧ１４の温度変化を抑制する制御を行なう温調機構を持たせるようにすれば、よりＦＢＧの温度変化を抑制することができる。温調機構を実現する方法としては、ＦＢＧ固定部１９に、ペルチエ素子などを付加すれば効果的である。ＦＢＧ１４自体は大きな発熱を伴わないため、ペルチエ素子で温調しても消費電力はさほど大きくない。
【００７４】
（３）ポンプＬＤ３ａの配置について
本実施の形態では、発熱源となるポンプＬＤ部３ａを、ＳＨＧ素子５からなるべく離して設置した。これにより、ポンプＬＤ部３ａにより発生する熱の影響がＳＨＧ素子５に伝わりにくくなっている。
【００７５】
図２に、ポンプＬＤ部３ａからの距離と周辺の上昇温度の関係を示す。縦軸は、室温からの温度上昇分を示している。ここで言う周辺温度は筐体１内部の温度である。図２では、発熱１５Ｗのポンプ用半導体レーザとファンを用いた場合の結果である。
【００７６】
図２からわかるように、ＳＨＧ素子５をポンプＬＤ部３ａから離すにつれ、筐体１内部の温度が低下しており、３ｃｍ以上離れた地点では温度勾配がほとんどなくなっている。
【００７７】
従って、ポンプＬＤ部３ａを、ＳＨＧ素子５から３ｃｍ以上離間して設置すれば、ポンプＬＤ部３ａで発生する熱の影響が小さく、ＳＨＧ素子５の変換効率に悪影響を与えるのを防止することができる。
【００７８】
また、ポンプＬＤ部３ａを、ＦＢＧ１４からも３ｃｍ以上離間して設置すれば、上述したように、ＦＢＧ１４の温度変化も抑制することができ、ポンプ用半導体レーザの発振波長の安定化を図ることができる。
【００７９】
さらに、ポンプＬＤ部３ａを、筐体１の内壁に接触させて設置するようにすれば、ポンプＬＤ部３ａで発生する熱を集中的に放熱させることができる。つまり、ポンプＬＤ部３ａを装置内壁に接触させることで、筐体１全体を放熱板として利用することが可能となり、その結果、放熱効果が向上し、筐体１内部の温度上昇を抑制することが可能となる。
【００８０】
次に、ファイバーレーザ３からの出射光とＳＨＧ素子５の偏光方向を一致させる手段について図３を用いて説明する。
【００８１】
通常、ファイバー部３ｂから出射されるレーザ光の偏光方向をＳＨＧ素子５が波長変換する偏光方向に一致させる必要があるが、ファイバー部３ｂを見ただけでは偏光方向は認識できないという課題があった。
【００８２】
そこで、本実施の形態では、ファイバー部３ｂの先端にマーカー３１を形成し、偏光方向を視認できるようにした。マーカー３１の付加により、装置組立時の組立時間の短縮と作製ミスの低減に大きな効果をもたらした。なお、マーカー３１は、ファイバー部３ｂの先端だけでなく、ファイバー部３ｂを構成するどの部品につけても効果がある。例えば、図９に示されているポラライザー１２１にマーカーつけておくと、偏光方向を視認することができ、便利である。
【００８３】
このような本実施の形態１の映像投射装置１ａによれば、ファイバーレーザ３のファイバー部３ｂを筐体１の内壁に沿って一周以上の周回軌道を描くように配置するようにしたので、従来の映像投射装置において占有面積の大きかったファイバーレーザ３の影響が低減されるため、映像投射装置自体の小型化を実現することができる。
【００８４】
また、本実施の形態１の映像投射装置１ａによれば、熱源となるファイバーレーザ３のポンプＬＤ部３ａを、ＳＨＧ素子５およびＦＢＧ１４から離れた位置に設置するようにしたので、ポンプＬＤ３ａにより発生した熱がＳＨＧ素子５およびＦＢＧ１４に影響を与えるのを防止して、ＳＨＧ素子５からの光の出力安定化を実現することができる。
【００８５】
また、本実施の形態１の映像投射装置１ａによれば、ファイバーレーザ３の一部に形成されるＦＢＧ１４の温度変化や形状変化を防止するようにしたので、ＳＨＧ素子５から出力される光の出力安定化を非常に容易に実現することができる。本構成は、例えばノート型パソコンに映像投射装置を内蔵する際に非常に有効な手段である。
【００８６】
なお、本実施の形態１では、スクリーン１３にレーザ光を投射し、スクリーン１３の反射によって映像を表示するタイプの映像投射装置について説明したが、本発明は、スクリーン背面からレーザ光を投射する背面投射型の映像投射装置に適用できることは明らかである。
【００８７】
また、本実施の形態１では、２次元の画像表示に透過型液晶パネルを用いた場合について説明したが、本発明は、反射型の液晶デバイス、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）やポリゴンミラー、ガルバノミラー等を用いたスキャニング型の映像投射装置にも適用できる。
【００８８】
（実施の形態２）
本実施の形態２では、ファイバーレーザ３のポンプＬＤ部３ａおよびファイバー部３ｂを映像投射装置の筐体１から分離した構成の映像投射装置について説明する。
【００８９】
図４は、本発明の実施の形態２による映像投射装置１ｂの概略構成を示す図である。図４において、図１と同一構成要素については同一符号を付している。
【００９０】
本実施の形態２の映像投射装置１ｂにおいて、上記実施の形態１の映像投射装置１ａの構成との相違点は、ファイバーレーザ３のポンプＬＤ部３ａが、コンセントのコネクタ部分１６に内蔵されている点と、ファイバー部３ｂが電源コードに内蔵されている点である。本構成は映像投射装置の電源電圧をコンセントより供給する場合において非常に有効な構成である。
【００９１】
以下に、効果について説明する。
ポンプＬＤ部３ａは、装置筐体１の外部にあるコンセントのコネクタ部１６に内蔵した。このポンプＬＤ部３ａで発生した熱は、コンセントのコネクタ部１６で放熱される。つまり、ポンプＬＤ部３ａで発生した熱は筐体１の外部で放熱されるため、筐体１の内部のＳＨＧ素子５やＦＢＧ１４に与える熱の影響を完全に除去することができる。これにより、ＳＨＧ素子５から出力される波長変換された緑色光の出力安定化を実現した。
【００９２】
ファイバー部３ｂは、電源ケーブル１５と共に束ね、装置筐体１に結線されるようにした。電源ケーブル１５自体の長さが１ｍ以上あるため、ファイバー部３ｂの長さを確保することができる。そのため、上記実施の形態１のように装置筐体の内壁に沿って一周以上の周回軌道を描くように配置する必要がなくなり、従来の構成に比べて４０％の小型化が実現され、装置の移動や設置が非常に容易となる。
【００９３】
このように、本実施の形態２の映像投射装置１ｂによれば、ファイバーレーザ３のポンプＬＤ部３ａをコネクタ部１６に内蔵し、ファイバー部３ｂを電源コードに内蔵するようにしたので、筐体１内におけるファイバーレーザ３が占める面積をより削減することができ、映像投射装置自体の小型化を図ることができる。また、ポンプＬＤ３ａで発生した熱を筐体１の外部で放熱させ、筐体１内に与える熱の影響を完全に除去することができため、ＳＨＧ素子５からの光の出力安定化を図ることができる。
【００９４】
なお、本実施の形態２では、スクリーン１３にレーザ光を投射し、スクリーン１３の反射によって映像を表示するタイプの映像投射装置について説明したが、本発明は、スクリーン背面からレーザ光を投射する背面投射型の映像投射装置に適用できることは明らかである。
【００９５】
また、本実施の形態２では、２次元の画像表示に透過型液晶パネルを用いた場合について説明したが、本発明は反射型の液晶デバイス、ＤＭＤやポリゴンミラー、ガルバノミラー等を用いたスキャニング型の映像投射装置にも適用できる。
【００９６】
（実施の形態３）
本実施の形態３では、装置自体の消費電力低減を目的とした構成の映像投射装置について説明する。
【００９７】
図５は、本発明の実施の形態３による映像投射装置１ｃの概略構成を示す図である。図５において、図４と同一構成要素については同一符号を付している。
【００９８】
本実施の形態３の映像投射装置１ｃにおいて、上記実施の形態２の映像投射装置１ｂの構成との相違点は、ＳＨＧ素子５からの出射光の前方にダイクロイックミラー１７を設けた点と、ダイクロイックミラー１７で分岐された光を受光する光電変換デバイス１８を設けた点である。
【００９９】
以下に、ＳＨＧ素子５により波長変換されなかった基本波を電力に変換する機構について説明する。
【０１００】
ＳＨＧ素子５からは基本波である赤外光と波長変換された高調波が出力される。ここでは、基本波を発生する基本波光源には、上記実施の形態１、２と同様に、ファイバーレーザを使用した。従来、高調波である緑色光はディスプレイ表示用に利用されるが、基本波である赤外光は不要光として波長分離フィルターや赤外吸収フィルターなどで除去していたが、本実施の形態では、ダイクロイックミラー１７を用いて赤外光だけを反射させ、光電変換デバイス１８へ入射させている。また、本実施の形態において、光電変換デバイス１８にはＳｉ系の太陽電池を用いた。太陽電池は一般的に利用され、入手しやすいデバイスであり、小型化も可能である。また、光電変換デバイスとして、Ｇｅ、ＣｄＳ、ＩｎＰ、ＣｄＴｅ、ＧａＡｓ、ＡｌＳｂの材料を用いたものも利用可能である。
【０１０１】
上記ＳＨＧ素子５で波長変換されなかった赤外光は、ダイクロイックミラー１７で分岐されて光電変換デバイス１８に入射され、光電変換デバイス１８により電力に変換され、映像投射装置１ｃの駆動電力として利用される。太陽電池の発電効率は１５％程度であった。不要光である赤外光の出力は５Ｗ程度であるので、０．７５Ｗの電力が光電変換デバイス１８である太陽電池によって作られた。ここで作られた電力は、回路や部品の駆動へ再利用される。本実施の形態では、基本波光源に高出力光源であるファイバーレーザを用いているため、多くの変換電力が得られるので非常に効果が大きい。また、光電変換デバイス１８の利用により、装置全体として約５％の電力消費の低減が実現された。
【０１０２】
このように、本実施の形態３の映像投射装置１ｃによれば、ＳＨＧ素子５により波長変換されなかった赤外光を電力に変換して、本映像投射装置の駆動電力として利用するようにしたので、装置全体の省電力化を図ることができる。
【０１０３】
なお、本実施の形態３では、スクリーン１３にレーザ光を投射し、スクリーン１３の反射によって映像を表示するタイプの映像投射装置について説明したが、本発明はスクリーン背面からレーザ光を投射する背面投射型の映像投射装置に適用できることは明らかである。
【０１０４】
また、本実施の形態３では、２次元の画像表示に透過型液晶パネルを用いた場合について説明したが、本発明は反射型の液晶デバイス、ＤＭＤやポリゴンミラー、ガルバノミラー等を用いたスキャニング型の映像投射装置にも適用できる。
【０１０５】
（実施の形態４）
本実施の形態４では、ＳＨＧレーザにより波長変換されなかった赤外光を電力に変換する機構を備えたバッテリー駆動型の映像投射装置について説明する。
【０１０６】
図６は、本発明の実施の形態４によるバッテリー駆動の映像投射装置１ｄの概略構成を示す図である。
【０１０７】
本実施の形態４の映像投射装置１ｄは、青色半導体レーザ２０、赤色半導体レーザ２１、緑色ＳＨＧレーザ２２、電池２３、ダイクロイックミラー２４、スキャニングミラー２５、レンズ２６、液晶パネル２７、光電変換デバイス２８、赤外用ダイクロイックミラー２９、及び投射レンズ３０を有する。
【０１０８】
次に、本実施の形態４の映像投射装置１ｄの動作について説明する。
【０１０９】
青色半導体レーザ２０、赤色半導体レーザ２１、緑色ＳＨＧレーザ２２を用いてＲＧＢ３原色のレーザ光が生成され、ダイクロイックミラー２４を用いて合波される。合波されたレーザ光は、スキャニングミラー２５によって強度が均一化され、レンズ２６を用いて液晶パネル２７に照射される。液晶パネル２７を透過したレーザ光は、投射レンズ３０にスクリーン上に投射される。
【０１１０】
このようにして、スクリーン上に映像が投影される。
【０１１１】
次に、バッテリー駆動型の映像投射装置における、省電力化対策について説明する。
【０１１２】
通常、３色のレーザおよびスキャニングミラー、液晶パネル、装置の駆動回路は、電池２３によって電力の供給を受けている。このような電池駆動される映像投射装置において、省電力化はきわめて重要な問題である。
【０１１３】
そこで、本実施の形態では、赤外用ダイクロイックミラー２９を用いて、緑色ＳＨＧレーザ２２で波長変換されなかった赤外光を分岐させ、光電変換デバイス２８へ入力させた。そして、光電変換デバイス２８に入力された赤外光は電力へ変換され、装置の駆動に使用する。これにより、装置全体として約５％の電力消費の低減が実現され、電池の長寿命化を実現した。
【０１１４】
このように、本実施の形態４の映像投射装置１ｄでは、光電変換デバイス２８の利用により、緑色ＳＨＧレーザ２２で波長変換されなかった赤外光を電力に変換し、装置の駆動電力として利用するようにしたので、省電力化を図ることができるとともに、電池の長寿命化を実現させることができる。
【０１１５】
なお、本実施の形態４では、ＳＨＧレーザ２２により波長変換されなかった赤外光を電力に変換する機構を備えたバッテリー駆動型の映像投射装置について説明したが、上記実施の形態１〜３のいずれかの映像投射装置を、本実施の形態で説明したバッテリー駆動型の映像投射装置に適用することも可能である。この場合、ＳＨＧ素子５で波長変換されなかった基本波を電力に変換することになる。
【０１１６】
また、本実施の形態４では、スクリーンにレーザ光を投射し、スクリーンの反射によって映像を表示するタイプの装置について説明したが、本発明はスクリーン背面からレーザ光を投射する背面投射型の映像投射装置に適用できることは明らかである。
【０１１７】
また、本実施の形態４では、２次元の画像表示に透過型液晶パネルを用いた場合について説明したが、本発明は反射型の液晶デバイス、ＤＭＤやポリゴンミラー、ガルバノミラー等を用いたスキャニング型の映像投射装置にも転用できる。
【産業上の利用可能性】
【０１１８】
本発明の映像投射装置は、持ち運びや取り付けが簡単なレーザディスプレイとして利用することができ、例えば、ノート型パソコンに映像投射装置を内蔵する際に非常に有効である。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１による映像投射装置の概略構成図である。
【図２】図２は、上記実施の形態１における、ＳＨＧ素子の、ポンプ用半導体レーザからの距離と上昇温度との関係を示す図である。
【図３】図３は、上記実施の形態１における、ファイバーレーザの先端部のマーカーを示す図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態２による映像投射装置の概略構成図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態３による映像投射装置の概略構成図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態４によるバッテリー駆動型の映像投射装置の概略図である。
【図７】図７は、従来のレーザディスプレイの概略構成を示す図である。
【図８】図８は、従来のレーザディスプレイに接続可能な機器を示す図である。
【図９】図９（ａ）は、ファイバーレーザの基本構成を示す図、図９（ｂ）は、ファイバーレーザを構成するテーパファイバーの断面図、図９（ｃ）は、ファイバーレーザを構成する希土類ドープファイバーの断面図である。
【符号の説明】
【０１２０】
１ａ〜１ｄ  映像投射装置
１  筐体
２  レーザ
３ａ  ポンプＬＤ部
３ｂ  ファイバー部
４  半導体レーザ
５  ＳＨＧ素子
６  半導体レーザ
７  レンズ
８  インテグレーター
９  プリズム
１０  液晶パネル
１１  投射レンズ
１２  制御回路
１３  スクリーン
１４  ＦＢＧ
１５  電源ケーブル
１６  コネクタ部
１７  ダイクロイックミラー
１８  光電変換デバイス
１９  ＦＢＧ固定部
２０  青色半導体レーザ
２１  赤色半導体レーザ
２２  緑色ＳＨＧレーザ
２３  電池
２４  ダイクロイックミラー
２５  スキャニングミラー
２６  レンズ
２７  液晶パネル
２８  光電変換デバイス
２９  赤外用ダイクロイックミラー
３０  投射レンズ
３１  マーカー
１００  レーザディスプレイ
１０２  半導体レーザ
１０３  ファイバーレーザ
１０３ａ  ファイバーレーザ収納ボックス
１０４  半導体レーザ
１０５  ＳＨＧ素子
１０７  レンズ
１０８  インテグレーター
１０９  プリズム
１１０  液晶パネル
１１１  投射レンズ
１１２  制御回路
１１６  ポンプ光源
１１７  テーパファイバー
１１８  希土類ドープファイバー
１１９，１１９ａ，１１９ｂ  ファイバーブラッググレーティング
１２０  ＳＨＧ素子
１２１  ポラライザー
２０１  パーソナルコンピュータ
２０２  ビデオゲーム機
２０３  光ディスクプレーヤ
２０４  光ディスクレコーダ
２０５  カメラ一体型ＶＴＲ
２０６  据え置き型ＶＴＲ
２０７  ＢＳ／ＣＳチューナ
２０８  ＴＶ
２０９  ハードディスクレコーダ
２１０  インターネット放送用ＳＴＢ
２１１  ＣＡＴＶ用ＳＴＢ
２１２  地上波デジタル放送用ＳＴＢ
２１３  ＢＳ  ＨＤＴＶ放送用ＳＴＢ
【図１】
0005029016.tif 000002
【図２】
0005029016.tif 000003
【図３】
0005029016.tif 000004
【図４】
0005029016.tif 000005
【図５】
0005029016.tif 000006
【図６】
0005029016.tif 000007
【図７】
0005029016.tif 000008
【図８】
0005029016.tif 000009
【図９】
0005029016.tif 000010