使用了相干光源的影像投射裝置的製作方法
2023-05-08 07:58:06 1
專利名稱：使用了相干光源的影像投射裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及使用了相干光源的影像投射裝置及其周圍部件，進而涉及包括有上述影像投射裝置的計算機以及影像輸出設備。
背景技術：
作為現有的這種影像投射裝置，圖7中表示雷射顯示器100的概略結構。
圖7所示的現有的雷射顯示器100具有產生RGB三色雷射光的雷射光源102、104、106，把雷射光變換成平行光的透鏡107，使通過透鏡107的光的光量均勻的積分儀108，使來自積分儀108的光透射的液晶板110，控制液晶板110的控制電路112，合成透射過液晶板110的光的透射光稜鏡109，把來自透射光稜鏡109的光投射到屏幕101的投射透鏡111。
上述雷射光源102、104是半導體雷射器，分別出射藍色的雷射光和紅色的雷射光。另外，上述雷射光源106具有光纖雷射器103和SHG元件105，通過使用SHG元件105把從光纖雷射器103出射的、波長為1060nm附近的近紅外光進行波長變換，出射綠色的雷射光。
其次，說明現有的雷射顯示器100的動作。
從各個雷射光源102、104、106出射的RGB三色的雷射光使用透鏡107被變換成平行光以後，使用積分儀108把光量均勻，然後透射液晶板110。在該液晶板110上，根據RGB信號調製透射光。
而且，使用透射光稜鏡109合成透射了相對應的液晶板110的光，使用投射透鏡111投射到屏幕101。
這樣，在屏幕101上顯示二維的圖像。
在該現有的影像投射裝置中，由於RGB各個光源的光是單色光，因此通過使用適當波長的雷射光源，能夠比根據NTSC信號進行圖像顯示的裝置擴展可顯示的顏色範圍，能夠顯示色純度高而且鮮豔的圖像。進而，與在光源中使用燈的情況相比較，實現降低功耗。
圖8表示能夠與上述現有的雷射顯示器100連接的設備。
該現有例子的雷射顯示器100通過其RGB端子200輸入影像信號，如果筆記本PC等個人計算機201、視頻遊戲機202、各種DVD等光碟播放器203、包括與VTR成為一體的光碟記錄器204、照相機一體型VTR205、固定型VTR206、BS/CS調諧器207、TV208、包括與各種光碟驅動器構成一體的硬碟記錄器209、網際網路廣播用STB(Set Top Box)210、CATV用STB211、地波數字廣播用STB212、BS HDTV廣播用STB213等具有RGB信號的輸出端子的設備則都可以連接。
除此以外，與和雷射顯示器連接的設備所輸出的信號的格式相對應，還可以設置D4輸入端子、DVI-D輸入端子、IEEE1394端子、組件端子、S端子、視頻端子等。
另外，圖9(a)表示光纖雷射器103的詳細的結構圖，圖9(b)表示錐形光纖的剖面圖，圖9(c)表示稀土類摻雜光纖的剖面圖。
光纖雷射器103由泵光源106、圓錐光纖117、稀土類摻雜光纖118、光纖布拉格光柵(以下記為FBG)119以及偏光鏡121構成。
形成在上述稀土類摻雜光纖118的雷射入射一側的FBG119a對於來自出射端面一側的反射光具有幾乎100％的反射率。另一方面，形成在雷射出射一側的FBG119b的反射率設計成10％左右。
另外，在上述稀土類摻雜光纖118中添加Yb(Ytterbium)，該稀土類摻雜光纖118具有把來自泵光源116的光的波長從980nm變換成1060nm的功能，而且，成為對具有980nm波長的光的吸收大的一種固體雷射器。
其次，說明光纖雷射器103的動作。
從泵光源116出射的雷射使用錐形光纖117向稀土類摻雜光纖118進行光耦合。泵光源116的振蕩波長是980nm。
耦合到稀土類摻雜光纖118的雷射光由FBG119鎖定波長。
耦合到稀土類摻雜光纖118的雷射光由稀土類摻雜光纖118吸收的同時，被波長變換成1060nm的雷射光，作為1060nm附近的雷射光被輸出。相對於輸入光12W，輸出光是8W。
被輸出的1060nm的紅外光由SHG(Second HarmonicGeneration)元件120波長變換成波長為530nm的綠色光。綠色光的輸出是3W。
在稀土類摻雜光纖118中，為了提高泵光的吸收，重要的是稀土類摻雜光纖的長度。即，由於稀土類摻雜光纖118的長度越長，越能夠提高泵光的吸收率，因此需要數m。從而，通常如圖7所示，在一層一層地纏繞了稀土類摻雜光纖的狀態(環形形狀)下，收容到光纖雷射器收容盒103a內。
專利文獻1特開2003-98476號公報(第4頁，圖1)發明內容為了謀求上述現有的影像投射裝置的小型化，易於搬運或者安裝，需要考慮在裝置箱體內佔有面積大的光纖雷射器的小型化及其配置。
另外，由於光纖雷射器的使用功率和發熱大，因此通過長時間利用，在箱體內積蓄熱量，箱體內的溫度上升。其結果，基於SHG元件的波長變換的效率易於變動，難以使雷射光的輸出穩定。
另外，SHG元件的波長變換效率根據SHG元件的溫度變化而極大地變動。具體地講，如果SHG元件的溫度變化1℃，則由於SHG元件的波長變換效率最大變化大約50％，因此需要高精度的溫度控制。
另外，關於形成在光纖雷射器上的FBG，也需要考慮形狀變化或者溫度變化。例如，在FBG的形狀發生變化的情況下，將會成為泵光源的波長波動的原因，由此，在從光纖雷射器輸出的雷射光的輸出和波長發生波動。另外，在FBG的溫度發生了變化的情況下，也有泵光源的波長波動的問題。由於這種波長的波動或者輸出的波動引起綠色光輸出的波動，因此成為很大的問題。
除此以外，還要求影像投射裝置省電。特別是在進行電池驅動時，省電是非常重要的事項。
本發明是為解決上述問題點而完成的，目的在於提供抑制裝置內的溫升提高雷射光的輸出穩定性的同時，能夠實現裝置的小型化和省電的影像投射裝置。
為了解決上述課題，本發明的影像投射裝置，該影像投射裝置在屏幕上投射影像，其特徵在於，具有由出射雷射光的泵LD單元和放大該泵LD單元的出射光的光纖部分構成的光纖雷射器、以及變換該光纖雷射器的出射光的波長並輸出投射向屏幕的投射光的SHG元件，上述光纖部分沿著裝置箱體的內壁配置成描述大於等於一周的環行軌道。
由此，能夠降低裝置箱體內的光纖雷射器的佔有面積，謀求影像投射裝置的小型化，其結果，能夠實現容易搬運或者設置的影像投射裝置。
另外，在上述影像投射裝置中，把上述SHG元件、與上述泵LD單元或者包括上述泵LD單元的箱體分離，在與裝置箱體的內壁接觸的狀態下設置上述泵LD單元。
由此，在抑制SHG元件的溫升的同時，能夠抑制泵LD自身的溫升。
另外，在上述影像投射裝置中，上述SHG元件與上述泵LD單元最好離開3cm以上。
由此，能夠抑制由泵LD單元產生的熱的影響波及到SHG元件，能夠謀求SHG元件的輸出穩定。
另外，在上述影像投射裝置中，構成上述光纖部分的光纖布拉格光柵最好固定成使得其形狀不發生變化。
由此，能夠防止光纖布拉格光柵的形狀變化，謀求從SHG元件輸出的光的輸出穩定。
另外，在上述影像投射裝置中，最好進行抑制構成上述光纖部分的光纖布拉格光柵的溫度變化的控制。
由此，能夠抑制光纖布拉格光柵自身的溫度變化，謀求泵LD單元的振蕩波長的穩定。
另外，在上述影像投射裝置中，構成上述光纖部分的光纖布拉格光柵最好與箱體內部的空氣隔離。
由此，能夠抑制光纖布拉格光柵自身的溫度變化，謀求泵LD單元的振蕩波長的穩定。
另外，在上述影像投射裝置中，最好在上述光纖部分的一部分中形成用於識別偏振光方向的標記。
由此，由於能夠通過目視確認來自光纖雷射器的出射光的偏振光方向，因此能夠容易地使來自光纖雷射器的出射光與SHG元件的偏振光方向一致。
另外，在上述影像投射裝置中，最好具備把沒有由上述SHG元件進行波長變換的基波變換成電力的光電變換元件。
由此，由於把沒有由SHG元件進行波長變換的基波變換成電力，能夠把其電力利用為裝置的驅動電力，因此能夠實現省電。
另外，本發明的影像投射裝置的特徵是具有由出射雷射光的泵LD單元和放大該泵LD單元的出射光的光纖部分構成的光纖雷射器，上述泵LD單元設置在裝置箱體的外部。
由此，能夠在裝置箱體外部釋發在泵LD單元中產生的熱，能夠抑制箱體內部的溫升。
另外，在上述影像投射裝置中，上述光纖部分最好安裝在本影像投射裝置的電源軟線內，上述泵LD單元最好安裝在上述電源軟線的連接單元內。
由此，能夠利用電源軟線確保光纖部分的長度，能夠謀求節省裝置箱體內的空間。
另外，在上述影像投射裝置中，最好具備在來自上述光纖雷射器的出射光中，把沒有在波長變換中利用的光變換成電力的光電變換元件。
由此，由於能夠把沒有由SHG元件進行波長變換的光變換成電力，把其電力利用為裝置的驅動電力，因此能夠實現省電。
另外，本發明的影像投射裝置的特徵是具有出射基波的基波光源、把來自該基波光源的出射光的波長進行變換並輸出向屏幕投射的投射光的SHG元件，還具備把沒有由上述SHG元件進行波長變換的基波變換成電力的光電變換元件。
由此，由於能夠把沒有由SHG元件進行波長變換的基波變換成電力，把其電力利用為裝置的驅動電力，因此能夠實現省電。
另外，在上述影像投射裝置中，上述光電變換元件最好是使用了Si、Ge、CdS、InP、CdTe、GaAs、AlSb的某一種材料的元件。
由此，能夠謀求電力變換的高效率。
依據本發明的影像投射裝置，由於把光纖雷射器的光纖部分沿著裝置箱體的內壁配置成描繪一周以上的環行軌道，因此能夠謀求節省箱體內的空間，其結果，能夠實現影像投射裝置的小型化。
另外，依據本發明的影像投射裝置，由於光纖雷射器的泵LD單元設置在裝置箱體的外部，因此能夠在裝置箱體外部釋放由泵LD單元產生的熱，抑制箱體內部的溫升的同時，能夠謀求提高SHG元件的輸出穩定性。
另外，依據本發明的影像投射裝置，由於防止構成光纖部分的光纖布拉格光柵的溫度變化或者形狀變化，因此能夠謀求光輸出的穩定。
進而，依據本發明的影像投射裝置，由於使用光電變換元件把沒有由SHG元件進行變換的基波變換成電力，把變換了的電力利用為裝置的驅動電力，因此能夠實現影像投射裝置的省電。
圖1是本發明實施方式1的影像投射裝置的概略結構圖。
圖2表示上述實施方式1中的SHG元件的、距泵用半導體雷射器的距離與上升溫度的關係圖。
圖3表示上述實施方式1中的光纖雷射器的頂端部分的標記的圖。
圖4是本發明實施方式2的影像投射裝置的概略結構圖。
圖5是本發明實施方式3的影像投射裝置的概略結構圖。
圖6是本發明實施方式4的電池驅動型的影像投射裝置的概略圖。
圖7是表示現有的雷射顯示器的概略結構圖。
圖8是表示能夠與現有的雷射顯示器連接的設備的圖。
圖9(a)表示光纖雷射器的基本結構圖，圖9(b)是構成光纖雷射器的錐形光纖的剖面圖，圖9(c)是構成光纖雷射器的稀土類摻雜光纖的剖面圖。
符號的說明1a～1b影像投射裝置1箱體2雷射器3a泵LD單元3b光纖部分4半導體雷射器5SHG元件6半導體雷射器7透鏡8積分儀9稜鏡10液晶板11投射透鏡12控制電路13屏幕14FBG
15電源電纜16連接器單元17分色鏡18光電變換器件19FBG固定單元20藍色半導體雷射器21紅色半導體雷射器22綠色SHG雷射器23電池24分色鏡25掃描鏡26透鏡27液晶板28光電變換器件29紅外用分色鏡30投射透鏡31標記100雷射顯示器102半導體雷射器103光纖雷射器103a光纖雷射器收容盒104半導體雷射器105SHG元件107透鏡108積分儀109稜鏡110液晶板111投射透鏡112控制電路
116泵光源117錐形光纖118稀土類摻雜光纖119、119a、119b光纖布拉格光柵120SHG元件121偏光鏡201個人計算機202視頻遊戲機203光碟播放器204光碟記錄器205照相機一體型VTR206固定型VTR207BS/CS調諧器208TV219光碟記錄器210網際網路廣播用STB211CATV用STB212地波數字廣播用STB213BS HDTV廣播用STB具體實施方式
(實施方式1)圖1表示本發明實施方式1的影像投射裝置1a的概略結構圖。
本實施方式1的影像投射裝置1a具有產生RGB三色雷射光的雷射器2、4、6，把各個雷射光變換成平行光的透鏡7，使通過了透鏡7的光的光量均勻的積分儀8，使來自積分儀8的光透射的液晶板10，控制液晶板10的控制電路12，合成透射了各個液晶板10的光的透射光稜鏡9，把來自透射光稜鏡9的光投射到屏幕13的投射透鏡11。
上述雷射器4、6是半導體雷射器，分別出射紅色的雷射光、藍色的雷射光。
另外，上述雷射器2具有由出射雷射光的泵LD單元3a和放大該泵LD單元的出射光的光纖部分3b構成的光纖雷射器3；把該光纖雷射器3的出射光的波長進行變換，輸出向屏幕13的投射光的SHG元件5。該雷射器2利用SHG元件5把作為光纖雷射器3的出射光的、波長為1060nm～1080nm附近的紅外光進行波長變換，出射綠色的雷射光。
另外，在泵LD單元3a內裝有作為泵用光源的半導體雷射器。
另外，光纖部分3b的構造如圖9(a)所示，由錐形光纖117、稀土類摻雜光纖118、FBG119以及偏光鏡121構成。構成光纖部分3b的稀土類摻雜光纖118在本實施方式中添加了Yb，具有把來自泵LD3a的光的波長從980nm變換成1060nm的功能，而且，成為對具有980nm波長的光的吸收大的一種固體雷射器。另外，構成光纖部分3b的FBG19鎖定泵用半導體雷射器的振蕩波長。
其次，說明本實施方式1的影像投射裝置1a的動作。
從各個雷射器2、4、6出射的RGB三色的雷射光使用透鏡7變換成平行光以後，使用積分儀8把光量均勻，然後透射液晶板10。
然後，使用透射光稜鏡9合成透射了液晶板10的光，使用投射透鏡11投射到屏幕13。
這樣，在屏幕13上顯示二維的圖像。
以下表示本實施方式1中的裝置自身小型化的實現方法和裝置內部的溫升控制方法。
(1)關於光纖部分3b的配置為了實現裝置自身的小型化，使用影像投射裝置箱體1的內壁部分布線光纖部分3b。具體地講，如圖1所示，把光纖部分3b沿著箱體1的內壁配置成描繪一周以上的環行軌道。由此，能夠確保可以全部吸收泵光的光纖長度。進而，為了降低影像投射裝置的箱體1中的、光纖雷射器3的佔有面積，把影像投射裝置的大小減少30％左右，使得容易搬運或者設置。當然，也可以使用裝置箱體的底面或者頂板配置光纖部分3b，這是很明確的。
(2)關於FBG14的配置為了抑制裝置內部的溫升，把形成在光纖部分3b的一部分上的FBG14固定成其形狀不發生變化。這是因為由於FBG的形狀變化，泵用的半導體雷射器的振蕩波長有可能變動。例如，在FBG的形狀彎曲了的情況下，形成在FBG上的光柵的周期變得不均勻，泵用半導體雷射器的振蕩波長不是單模。另外，在由于振動FBG變形了的情況下，觀測到泵用半導體雷射器的振蕩波長形狀發生變化的現象。如果泵用半導體雷射器的振蕩波長這樣變動，則由於稀土類摻雜光纖的吸收效率發生變化，因此具有從稀土類摻雜光纖輸出的變換光的輸出發生變動的問題。在FBG的溫度變化了的情況下，由於形成在FBG的光柵的有效周期也變動，因此具有泵用半導體雷射器的振蕩波長發生變動的問題。作為其結果，從SHG元件輸出的綠色光的輸出發生變動，對從影像投射裝置投射的影像的色平衡方面產生不良影響。為此，在本實施方式中，作為對於上述課題的對策，把FBG14固定在FBG固定單元19使得其形狀成為直線形。由此，防止由FBG14的形狀變化引起的泵用半導體雷射器的振蕩波長的變動，容易實現綠色光的輸出穩定。
另外，作為對於FBG的溫度變化的對策，使FBG14與裝置箱體11內的空氣隔離。裝置箱體1內的溫度在電源接通後，由於受到裝置內發熱部件的影響而上升，因此在把FBG14設置在裝置箱體1內的溫度上升部分中的情況下，對FBG14自身的溫度也帶來變化。因此，在本實施方式中，把FBG14設置在與裝置外的空氣接觸的部分中。具體地講，如圖1所示，在箱體1中設置凹槽來實現。由此，由於裝置外的空氣，換句話講室溫與裝置內的空氣相比較溫度變化小，因此容易穩定地保持FBG的溫度。
另外，在功耗的限制寬鬆的情況下，如果在FBG固定單元19中具有進行控制FBG14的溫度變化的控制的調溫機構，則能夠進一步抑制FBG的溫度變化。作為實現調溫機構的方法，如果在FBG固定單元19中添加珀爾帖元件等則是有效的。FBG14自身由於不伴隨產生很大的發熱，因此即使用珀爾帖元件調溫消耗功率並不那麼大。
(3)關於泵LD3a的配置在本實施方式中，把成為發熱源的泵LD單元3a設置成儘可能遠離SHG元件5。由此，由泵LD單元3a產生的熱的影響難以傳遞到SHG元件5。
圖2中表示距泵LD單元3a的距離與周邊的上升溫度的關係。縱軸表示從室溫上升的溫度大小。在這裡所說的周圍溫度是箱體1內部的溫度。圖2中是使用了發熱15W的泵用半導體雷射器和風扇時的結果。
如從圖2所知，隨著SHG元件5離開泵LD單元3a，箱體1內部的溫度降低，在離開了3cm以上的地點，幾乎不存在溫度梯度。
因此，如果把泵LD單元3a設置成從SHG元件5離開3cm以上，則在泵LD單元3a中產生的熱的影響減小，能夠防止對SHG元件5的變換效率帶來惡劣影響。
另外，如果把泵LD單元3a設置成也離FBG14 3cm以上，則如上所述，也能夠抑制FBG14的溫度變化，能夠謀求泵用半導體雷射器的振蕩波長的穩定。
進而，如果把泵LD單元3a設置成接觸箱體1的內壁，則能夠使在泵LD單元3a中產生的熱集中散熱。即，通過使泵LD單元3a接觸裝置內壁，則能把箱體1的整體利用為散熱板，其結果，提高散熱效果，還能夠抑制箱體1內部的溫升。
其次，使用圖3說明使來自光纖雷射器3的出射光與SHG元件5的偏振光方向一致的方法。
通常，需要使從光纖部分3b出射的雷射光的偏振光方向與SHG元件5進行波長變換的偏振光方向一致，然而存在僅是看到光纖部分3b而不能夠識別偏振光方向的課題。
因此，在本實施方式中，還在光纖部分3b的頂端形成標記31，使得能夠識別偏振光方向。通過添加標記31，對縮短裝置組裝時的組裝時間和降低製作誤差方面帶來很大的效果。另外，標記31不僅在光纖部分3b的頂端，即使添加在構成光纖部分3b的任一個部件中也具有效果。例如，如果在圖9所示的偏光鏡121上加入標記，則能夠識別偏振光方向，十分便利。
依據這樣的本實施方式1的影像投射裝置1a，由於把光纖雷射器3的光纖部分3b沿著箱體1的內壁配置成描繪一周以上的環行軌道，因此降低在現有的影像投射裝置中佔有面積大的光纖雷射器3的影響，從而能夠實現影像投射裝置自身的小型化。
另外，依據本實施方式1的影像投射裝置1a，由於把成為熱源的光纖雷射器3的泵LD單元3a設置在遠離SHG元件5以及FBG14的位置，因此能夠防止由泵LD3a產生的熱對SHG元件5以及FBG元件14產生影響，實現來自SHG元件5的光的輸出穩定。
另外，依據本實施方式1的影像投射裝置1a，由於防止形成在光纖雷射器3的一部分上的FBG14的溫度變化或者形狀變化，因此能夠非常容易地實現從SHG元件5輸出的光的輸出穩定。本結構例如對把影像投射裝置安裝到筆記本型電腦中時是非常有效的方法。
另外，在本實施方式1中，說明了在屏幕13上投射雷射光，根據屏幕13的反射顯示影像的類型的影像投射裝置，而本發明也能夠在從屏幕背面投射雷射光的背面投射型的影像投射裝置中使用，這是很明確的。
另外，在本實施方式1中，說明了在二維的圖像顯示中使用透射型液晶板的情況，而本發明也能夠在使用了反射型的液晶器件、DMD(數字微反射鏡器件)或者多面反射鏡、電流反射鏡等掃描型的影像投射裝置中適用。
(實施方式2)在本實施方式2中，說明把光纖雷射器3的泵LD單元3a以及光纖部分3b從影像投射裝置的箱體1分離出的結構的影像投射裝置。
圖4表示本發明實施方式2的影像投射裝置1b的概略結構圖。圖4中，對於與圖1相同的結構要素標註相同的符號。
在本實施方式2的影像投射裝置1b中，與上述實施方式1的影像投射裝置1a的結構的不同點是光纖雷射器3的泵LD單元3a內裝在插座的連接器單元16內部這一點以及光纖部分3b內裝在電源軟線內這一點。本結構是在通過插座供給影像投射裝置的電源電壓的情況下非常有效的結構。
以下，說明效果。
泵LD單元3a內裝在位於裝置箱體1外部的插座的連接器單元16中。在該泵LD單元3a中產生的熱由插座的連接器單元16散熱。即，由於在泵LD單元3a中產生的熱在箱體1的外部散熱，因此能夠完全去除對箱體1的內部的SHG元件5或者FBG14帶來的熱的影響。由此，實現從SHG元件5輸出的進行了波長變換的綠色光的輸出穩定。
光纖部分3b與電源電纜15捆在一起，連線到裝置箱體1。由於電源電纜15自身的長度大於等於1m，因此能夠確保光纖部分3b的長度。從而，不需要像上述實施方式1那樣配置成沿著裝置箱體1的內壁描繪一周以上的環行軌道，與現有的結構相比較，實現40％的小型化，裝置的移動或者設置變得非常容易。
這樣，依據本實施方式2的圖像投射裝置1b，由於把光纖雷射器3的泵LD單元3a安裝在連接器單元16的內部，把光纖部分3b安裝在電源軟線的內部，因此能夠進一步減少箱體1內的光纖雷射器3佔有的面積，能夠謀求影像投射裝置自身的小型化。另外，由於使在泵LD3a中產生的熱在箱體1的外部散熱，能夠完全去除對箱體1內帶來的熱的影響，因此能夠謀求來自SHG元件5的光的輸出穩定。
另外，在本實施方式2中，說明了在屏幕13上投射雷射光，通過屏幕13的反射來顯示影像的類型的影像投射裝置，而本發明也能夠在從屏幕背面投射雷射光的背面投射型的影像投射裝置中適用，這是很明確的。
另外，在本實施方式2中，說明了在二維的圖像顯示中使用了透射型液晶板的情況，而本發明也能夠在使用了反射型的液晶器件、DMD或者多面反射鏡、電流反射鏡等掃描型的影像投射裝置中適用。
(實施方式3)在本實施方式3中，說明以降低裝置自身的功耗為目的的結構的影像投射裝置。
圖5表示本發明實施方式3的影像投射裝置1c的概略結構圖。圖5中，對於與圖4相同的結構要素標註相同的符號。
在本實施方式3的影像投射裝置1c中，與上述實施方式2的影像投射裝置1b的結構的不同點是在來自SHG元件5的出射光的前方設置分色鏡17這一點以及設置感光由分色鏡17分開了的光的光電變換器件18這一點。
以下，說明把沒有由SHG元件5進行波長變換的基波變換成電力的機構。
從SHG元件5輸出作為基波的紅外光和進行了波長變換的高次諧波。這裡，在產生基波的基波光源中，與上述實施方式1、2相同，使用了光纖雷射器。當前，作為高次諧波的綠色光被使用在顯示器顯示中，而作為基波的紅外光作為無用光，用波長分離濾光器或者紅外吸收濾光器等去除，而在本實施方式中，使用分色鏡17使得僅反射紅外光，使其入射到光電變換器件18。另外，在本實施方式中，在光電變換器件18中使用了Si系列的太陽能電池。太陽能電池是一般被利用的、易於到手的器件，還能夠小型化。另外，作為光電變換器件，能夠利用使用了Ge、CdS、InP、CdTe、GaAS、AlSb的材料的器件。
沒有由上述SHG元件5進行波長變換的紅外光被分色鏡17分開，入射到光電變換器件18，由光電變換器件18變換成電力，利用為影像投射裝置1c的驅動電力。太陽能電池的發電效率是15％左右。由於作為無用光的紅外光的輸出是5W左右，因此由作為光電變換器件18的太陽能電池產生0.75W的電力。這裡產生的電力再次利用到電路或者部件的驅動中。在本實施方式中，由於在基波光源中使用作為高輸出光源的光纖雷射器，因此可以得到很多的變換電力，從而效果顯著。另外，通過利用光電變換器件18，作為裝置整體能夠實現降低大約5％的功耗。
這樣，依據本實施方式3的影像投射裝置1c，由於把沒有由SHG元件5進行波長變換的紅外光變換成電力，利用為本影像投射裝置的驅動電力，因此能夠謀求裝置整體的省電。
另外，在本實施方式3中，說明了在屏幕13上投射雷射，通過屏幕13的反射來顯示影像的類型的影像投射裝置，而本發明也能夠在從屏幕背面投射雷射光的背面投射型的影像投射裝置中適用，這是很明確的。
另外，在本實施方式3中，說明了在二維的圖像顯示裝置中使用了透射型液晶板的情況，而本發明也能夠在使用了反射型的液晶器件、DMD或者多面反射鏡、電流反射鏡等掃描型的影像投射裝置中適用。
(實施方式4)在本實施方式4中，說明具備了把沒有由SHG雷射器進行波長變換的紅外光變換成電力的機構的電池驅動型的影像投射裝置。
圖6表示本發明實施方式4的電池驅動的影像投射裝置1d的概略結構圖。
本實施方式4的影像投射裝置1d具有藍色半導體雷射器20、紅色半導體雷射器21、綠色SHG雷射器22、電池23、分色鏡24、掃描反射鏡25、透鏡26、液晶板27、光電變換器件28、紅外用分色鏡29以及投射透鏡30。
其次，說明本實施方式4的影像投射裝置1d的動作。
使用藍色半導體雷射器20、紅色半導體雷射器21、綠色SHG雷射器22生成RGB三原色的雷射光，使用分色鏡24進行合成。合成後的雷射光由掃描反射鏡25使強度均勻，使用透鏡26照射在液晶板27上。透射了液晶板27的雷射光被投射透鏡30投射到屏幕上。
這樣，在屏幕上投影影像。
其次，說明電池驅動型的影像投射裝置中的省電對策。
通常，三色的雷射器以及掃描反射鏡、液晶板、裝置的驅動電路由電池23供電。在這樣的電池驅動的影像投射裝置中，省電是極其重要的問題。
因而，在本實施方式中，使用紅外用分色鏡29，使沒有由綠色SHG雷射器22進行波長變換的紅外光分開，輸入到光電變換器件28。然後，輸入到光電變換器件28的紅外光變換成電力，用於裝置的驅動。由此，作為裝置整體實現降低大約5％的功耗，實現電池的長壽命。
這樣，在本實施方式4的影像投射裝置1d中，通過利用光電變換器件28，把沒有由綠色SHG雷射器22進行波長變換的紅外光變換成電力，作為裝置的驅動電力來使用，因此能夠謀求省電，同時，能夠實現電池的長壽命。
另外，在本實施方式4中，說明了具備把沒有由SHG雷射器22進行波長變換的紅外光變換成電力的機構的電池驅動型的影像投射裝置，而也能夠把上述實施方式1～3的任一個影像投射裝置適用於在本實施方式中說明過的電池驅動型的影像投射裝置中。這種情況下，將把沒有由SHG元件5進行波長變換的基波變換成電力。
另外，在本實施方式4中，說明了在屏幕上投射雷射光，通過屏幕的反射來顯示影像的類型的裝置，而本發明也能夠在從屏幕背面投射雷射光的背面投射型的影像投射裝置中適用，這是很明確的。
另外，在本實施方式4中，說明了在二維的圖像顯示中使用了透射型液晶板的情況，而本發明也能夠在使用了反射型的液晶器件、DMD或者多面反射鏡、電流反射鏡等掃描型的影像投射裝置中適用。
產業上的可利用性本發明的影像投射裝置能夠作為搬運或者安裝簡單的雷射顯示器利用，例如，在把影像投射裝置內裝在筆記本型電腦中時是非常有效的。
權利要求
1.一種影像投射裝置，該影像投射裝置在屏幕上投射影像，其特徵在於，具有由出射雷射光的泵LD單元和放大該泵LD單元的出射光的光纖部分構成的光纖雷射器、以及變換該光纖雷射器的出射光的波長並輸出投射向屏幕的投射光的SHG元件，上述光纖部分沿著裝置箱體的內壁配置成描繪大於等於一周的環行軌道。
2.根據權利要求1所述的影像投射裝置，其特徵在於，把上述SHG元件、與上述泵LD單元或者包括上述泵LD單元的箱體分離，在與裝置箱體的內壁接觸的狀態下設置上述泵LD單元。
3.根據權利要求2所述的影像投射裝置，其特徵在於，上述SHG元件與上述泵LD單元離開3cm以上距離。
4.根據權利要求1所述的影像投射裝置，其特徵在於，構成上述光纖部分的光纖布拉格光柵固定成使得其形狀不發生變化。
5.根據權利要求1所述的影像投射裝置，其特徵在於，進行抑制構成上述光纖部分的光纖布拉格光柵的溫度變化的控制。
6.根據權利要求1所述的影像投射裝置，其特徵在於，構成上述光纖部分的光纖布拉格光柵與箱體內部的空氣隔離。
7.根據權利要求1所述的影像投射裝置，其特徵在於，在上述光纖部分的一部分上形成用於識別偏振光方向的標記。
8.根據權利要求1所述的影像投射裝置，其特徵在於，具備把沒有由上述SHG元件進行波長變換的基波變換成電力的光電變換元件。
9.一種影像投射裝置，該影像投射裝置在屏幕上投射影像，其特徵在於，具有由出射雷射光的泵LD單元和放大該泵LD單元的出射光的光纖部分構成的光纖雷射器，上述泵LD單元設置在裝置箱體的外部。
10.根據權利要求9所述的影像投射裝置，其特徵在於，上述光纖部分安裝在本影像投射裝置的電源軟線內，上述泵LD單元安裝在上述電源軟線的連接器單元內。
11.根據權利要求9所述的影像投射裝置，其特徵在於，具備把來自上述光纖雷射器的出射光中的、沒有在波長變換中所利用的光變換成電力的光電變換元件。
12.一種影像投射裝置，該影像投射裝置在屏幕上投射影像，其特徵在於，具有出射基波的基波光源、把來自該基波光源的出射光的波長進行變換並輸出向屏幕投射的投射光的SHG元件，還具備把沒有由上述SHG元件進行波長變換的基波變換成電力的光電變換元件。
13.根據權利要求12所述的影像投射裝置，其特徵在於，上述光電變換元件是使用了Si、Ge、CdS、InP、CdTe、GaAs、AlSb中的任何一種材料的元件。
全文摘要
本發明的影像投射裝置把光纖雷射器(3)的光纖部分(3b)沿著裝置箱體(1)的內壁配置成描繪一周以上的環行軌道，另外，把構成光纖雷射器(3)的FBG(14)固定以使其形狀不發生變化，進而，把光纖雷射器(3)的泵LD單元(3a)配置成遠離SHG元件(5)，由此，能夠謀求影像投射裝置的小型化，能夠容易進行搬運或者安裝，另外，能夠防止SHG的形狀變化，謀求光纖雷射器的輸出穩定，進而，通過使SHG元件遠離作為發熱源的泵LD單元，能夠抑制SHG元件的溫度變化，能夠使基於SHG元件的波長變換的效率成為高效。
文檔編號G02F1/13GK101052914SQ20058003743
公開日2007年10月10日 申請日期2005年11月4日 優先權日2004年11月8日
發明者橫山敏史, 山本和久, 古屋博之 申請人:松下電器產業株式會社