DE69119371T2

DE69119371T2 - Laserstrahle-Farbbildanzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE69119371T2
Application number: DE69119371T
Authority: DE
Inventors: Sakuya Tamada
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1991-11-29
Publication date: 1996-10-02
Anticipated expiration: 2011-11-30
Also published as: KR920011249A; EP0488903B1; EP0488903A2; US5255082A; DE69119371D1; EP0488903A3; JPH04204812A

Description

Gegenstand der Erfindung:

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Laserstrahl-Farbbildanzeigevorrichtung zum Steuern von Laserstrahlen zum Darstellen eines Farbbildes auf einem Anzeigebildschirm, und insbesondere eine Laserstrahl-Farbbildanzeigevorrichtung zum Steuern von Laserstrahlen zum Anzeigen eines Fernseh-Farbbildes oder dergleichen auf einem Anzeigebildschirm.

Beschreibung des Standes der Technik:

Vor kurzem wurden Bemühungen auf die Erforschung und Entwicklung von Laserstrahl- Farbbildanzeigevorrichtungen zum horizontalen und vertikalen Abtasten eines Anzeigebildschirmes mit intensitätsmodulierten Laserstrahlen zum Darstellen eines Fernseh-Farbbildes oder dergleichen auf einem Anzeigebildschirm gerichtet.
Einige herkömmliche Laserstrahl-Farbbildanzeigevorrichtungen sind in den Fig. 1, 2 und 3 der beigefügten Zeichnungen dargestellt. Ihre generelle Ausgestaltung und ihre Betriebsverfahren sind ausführlich in einem Artikel mit dem Titel "Basic design of a 1125- scanning line laser color TV display" von T. Taneda et al., veröffentlicht in NHK Technical Report 27(3), 115 (1975) beschrieben.
Die generell mit A bezeichnete, in Fig. 1 gezeigte Laserstrahl-Farbbildanzeigevorrichtung hat drei Laserstrahlquellen, d.h. eine Argongas-Laserstrahlquelle 1G zum Emittieren eines grünen Laserstrahles Lg, eine Kryptongas-Laserstrahlquelle 1R zum Emittieren eines roten Laserstrahles Lr, und eine Argongas-Laserstrahlquelle 1B zum Emittieren eines blauen Laserstrahles Lb. Die Laserstrahl-Farbbildanzeigevorrichtung umfaßt weiterhin Intensitätsmodulatoren 2G, 2R, 2B, wie z.B. akustooptische Intensitätsmodulatoren zum Modulieren der Intensitäten der Laserstrahlen von den Laserstrahlquellen 1G, 1R, 1B unabhängig voneinander, einen vieleckigen Spiegel 3 zum horizontalen Ablenken der Laserstrahlen, einem galvanometrischen Spiegel 4 zum vertikalen Ablenken der Laserstrahlen, und einem Projektions-Anzeigebildschirm 5, auf den die Laserstrahlen projiziert werden, um darauf ein Farbbild darzustellen.
Linsenanordnungen 6, 7 sind auf beiden Seiten der Intensitätsmodulatoren 2G, 2R, 2B angeordnet und Linsenanordnungen 8, 9 sind zwischen dem vieleckigen Spiegel 3 und dem galvanometrischen Spiegel 4 angeordnet. Ein reflektierender Spiegel M ist so angeordnet, daß er den Laserstrahl reflektiert, der von dem Intensitätsmodulator 2G durch die zugehörige Linsenanordnung 7 kommt. Blau- und rotreflektierende dichroitische Spiegel DMB, DMR sind so angeordnet, daß sie die Laserstrahlen reflektieren, die von den Intensitätsmodulatoren 2B bzw. 2R durch die assoziierten Linsenanordnungen 7 kommen.
Der von der Argongas-Laserstrahlquelle 1G emittierte grüne Laserstrahl Lg, der eine Wellenlänge von 514,5 nm hat, wird dem Intensitätsmodulator 2G zugeführt und mit einer Grün-Signalkomponente Sg eines Videosignales intensitätsmoduliert, das an den Intensitätsmodulator 2G angelegt wird. Der von der Kryptongas-Laserstrahlquelle 1R emittierte rote Laserstrahl Lr, der eine Wellenlänge von 647,1 nm hat, wird dem Intensitätsmodulator 2R zugeführt und mit einer Rot-Signalkomponente Sr des Videosignales intensitätsmoduliert, das an den Intensitätsmodulator 2R angelegt wird. Der von der Argongas-Laserstrahlquelle 1B emittierte blaue Laserstrahl Lb, der eine Wellenlänge von 476,5 nm hat, wird dem Intensitätsmodulator 2B zugeführt und mit einer Blau-Signalkomponente Sb des Videosignales intensitätsmoduliert, das an den Intensitätsmodulator 2R angelegt wird. Tatsächlich werden der grüne, rote und blaue Laserstrahl Lg, Lr, Lb, die den Intensitätsmodulatoren 2G, 2R, 2B zugeführt werden, von den von den Laserstrahlquellen 1G, 1R, 1B emittierten Laserstrahlen durch jeweilige dichroitische Farbtrennungsspiegel (nicht gezeigt) getrennt. Die intensitätsmodulierten Laserstrahlen Lg, Lr, Lb werden dann jeweils durch den reflektierenden Spiegel M, den rotreflektierenden dichroitischen Spiegel DMR, und den blaureflektierenden dichroitischen Spiegel DMB in Richtung des vieleckigen Spiegels 3 reflektiert.
Der vieleckige Spiegel 3 umfaßt einen vieleckigen Spiegel 13, der mittels einer Antriebsvorrichtung 12 verdreht wird. Die Laserstrahlen werden durch den gedrehten vieleckigen Spiegel 13 horizontal abgelenkt und durch die Linsenanordnungen 8, 9 dem galvanometrischen Spiegel 4 zugeführt. Der galvanometrische Spiegel 4, der durch eine Antriebsvorrichtung 14 wechselweise gekippt wird, lenkt die Laserstrahlen danach vertikal ab, während er sie auf den Anzeigebildschirm 5 projiziert. Da die Laserstrahlen horizontal durch den vieleckigen Spiegel 3 und vertikal durch den galvanometrischen Spiegel 4 abgelenkt werden, tasten die dem Anzeigebildschirm 5 zugeführten Laserstrahlen den Anzeigebildschirm 5 in einem Rastermodus ab, wodurch sie ein auf dem Videosignal basierendes Farbbild auf dem Anzeigebildschirm 5 darstellen.
Zum Beispiel wird der rote Laserstrahl Lr mit der Wellenlänge von 647,1 nm mit einer Ausgangsleistung von 2 W, der grüne Laserstrahl Lg mit der Wellenlänge von 514,5 nm mit einer Ausgangsleistung von 0,73 W und der blaue Laserstrahl Lb mit der Wellenlänge von 476,5 nm mit einer Ausgangsleistung von 0,87 W erzeugt. Als Ergebnis liefert das Raster auf dem Anzeigebildschirm 5 die Standardlichtart C (weißes Licht) von 540 Lumen.
Fig. 2 zeigt eine andere herkömmliche Laserstrahl-Farbbildanzeigevorrichtung, die generell mit B gekennzeichnet ist. Die Laserstrahl-Farbbildanzeigevorrichtung B hat eine Argongas-Laserstrahlquelle 16 zum Emittieren von grünen und blauen Laserstrahlen und eine Farbstoff-Laserstrahlquelle 17, die durch den von den Argon-Laserstrahlquelle 16 erzeugten verbleibenden Laserstrahl angeregt wird, um einen roten Laserstrahl zu emittieren. Der von der Argongas-Laserstrahlquelle 16 emittierte Laserstrahl wird einem blaureflektierenden dichroitischen Spiegel DMB1 zugeführt, der blaue Laserstrahlen Lb mit jeweiligen Wellenlängen von 457,9 nm und 476,5 nm trennt. Diese getrennten blauen Laserstrahlen Lb werden einem Intensitätsmodulator 2B durch eine Linsenanordnung 6 zugeführt. Der Laserstrahl, der den blaureflektierenden dichroitischen Spiegel DMB1 durchquert hat, wird dann einem grünreflektierenden dichroitischen Spiegel DMG1 zugeführt, der einen grünen Laserstrahl Lg mit einer Wellenlänge von 514,5 nm abtrennt. Der abgetrennte grüne Laserstrahl wird einem Intensitätsmodulator 2G durch eine Linsenanordnung 6 zugeführt. Der verbleibende Laserstrahl, der den grünreflektierenden dichroitischen Spiegel DMG1 durchquert hat, wird verwendet, um die Farbstoff- Laserstrahlquelle 17 anzuregen, die dann einen roten Laserstrahl Lr mit einer Wellenlänge von 612 nm emittiert, der durch einen reflektierenden Spiegel M1 durch eine Linsenanordnung auf einen Intensitätsmodulator 2R reflektiert wird. Die blauen, grünen und roten Laserstrahlen Lb, Lg, Lr, die den Intensitätsmodulatoren 2B, 2G, 2R zugeführt werden, werden durch Blau-, Grün- und Rot-Signalkomponenten Sb, Sg, Sr eines Videosignales intensitätsmoduliert, die jeweils den Intensitätsmodulatoren 2B, 2G, 2R zugeführt werden. Die intensitätsmodulierten Laserstrahlen Lb, Lg, Lr werden danach durch jeweilige Linsenanordnungen 7 einem reflektierenden Spiegel M2 und dichroitischen Spiegeln DMG2, DMB2 zugeführt, durch die sie auf eine Lichtablenkvorrichtung reflektiert werden, die einen vieleckigen Spiegel, Linsenanordnungen, einen galvanometrischen Spiegel umfaßt, die mit den in Fig. 1 gezeigten identisch sind. Die Laserstrahlen werden durch die Lichtablenkvorrichtung horizontal und vertikal abgelenkt, um einen Anzeigebildschirm abzutasten, um ein Farbbild auf ihm darzustellen.
Die Fig. 3 zeigt noch eine weitere Laserstrahl-Farbbildanzeigevorrichtung, die generell mit C gekennzeichnet ist. Die Laserstrahl-Farbbildanzeigevorrichtung C hat eine einzelne Argon-Krypton-Mischgas-Laserstrahlquelle 19 zum Emittieren eines Laserstrahles, von dem blaue, grüne und rote Laserstrahlen Lb, Lg, Lr abgetrennt werden. Diejenigen in Fig. 3 gezeigten Elemente, die in den Fig. 1 und 2 gezeigten entsprechen, sind durch entsprechende Bezugszeichen gekennzeichnet.
In der Laserstrahl-Farbbildanzeigevorrichtung C wird der von der Argon-Krypton- Mischgas-Laserstrahlquelle 19 emittierte Laserstrahl einem blaureflektierenden dichroitischen Spiegel DMB1 zugeführt, der argonblaue Laserstrahlen Lb mit jeweiligen Wellenlängen von 457,9 nm und 476,5 nm abtrennt. Der Laserstrahl, der durch den blaureflektierenden dichroitischen Spiegel DMB1 durchgegangen ist, wird dann an einen grünreflektierenden dichroitischen Spiegel DMG1 angelegt, der einen argongrünen Laserstrahl Lg mit einer Wellenlänge von 514,5 nm abtrennt. Der verbleibende Laserstrahl, d.h. ein kryptonroter Laserstrahl Lr mit einer Wellenlänge von 647,1 nm, der durch den grünreflektierenden dichroitischen Spiegel DMG1 durchgegangen ist, wird durch einen reflektierenden Spiegel M&sub1; reflektiert. Die blauen, grünen und roten Laserstrahlen Lb, Lg, Lr werden dann jeweiligen Intensitätsmodulatoren 2B, 2G, 2R zugeführt, durch die sie durch Blau-, Grün- und Rot-Signalkomponenten Sb, Sg, Sr eines Videosignales intensitätsmoduliert werden, die jeweils den Intensitätsmodulatoren 2B, 2G, 2R zugeführt werden. Die intentsitätsmodulierten Laserstrahlen Lb, Lg, Lr werden danach durch jeweilige Linsenanordnungen 7 den dichroitischen Spiegeln DMG2, DMB2 und dem reflektierenden Spiegel M&sub2; zugeführt, durch die sie auf den vieleckigen Spiegel 3 reflektiert werden. Die Laserstrahlen Lb, Lg, Lr werden horizontal durch den vieleckigen Spiegel 3 abgelenkt, durchqueren die Linsenanordnungen 8, 9 und werden dann vertikal durch den galvanometrischen Spiegel 4 abgelenkt, um den Anzeigebildschirm 5 abzutasten, um auf ihm ein Farbbild darzustellen.
In der in Fig. 1 gezeigten Laserstrahl-Farbbildanzeigevorrichtung kann die Kryptongas- Laserstrahlquelle 1R keinen roten Laserstrahl mit einer hohen Ausgangsleistung erzeugen, und der rote Laserstrahl Lr mit der Wellenlänge von 647,1 nm hat eine geringe spezifische Helligkeit (Luminosität) von 0,12 (s. Fig. 4). Somit ist die Luminanz des auf dem Anzeigebildschirm dargestellten Bildes relativ gering und kann nicht erhöht werden, da sie durch die Ausgangsleistung des roten Laserstrahles Lr begrenzt ist.
In der in Fig. 2 gezeigten Laserstrahl-Farbbildanzeigevorrichtung ist, da der rote Laserstrahl Lr durch die von dem Argongas-Laserstrahl angeregte Farbstoff- Laserstrahlquelle 17 erzeugt wird, das auf dem Anzeigebildschirm dargestellte Bild heller, als das durch die in Fig. 1 gezeigte Laserstrahl-Farbbildanzeigevorrichtung dargestellte Bild. Insbesondere emittiert, wenn in der Farbstoff-Laserstrahlquelle 17 ein Rhodamin- Farbstoff als Lasermaterial verwendet ist und sie durch einen Argongas-Laserstrahl mit einer Ausgangsleistung von 6 W angeregt wird, die Farbstoff-Laserstrahlquelle 17 einen roten Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 612 nm mit einer Ausgangsleistung von ungefähr 2 W. Der rote Laserstrahl mit der Wellenlänge 612 nm hat eine höhere spezifische Helligkeit von 0,478 (s. Fig. 4), die ungefähr die vierfache spezifische Helligkeit des roten Laserstrahles mit der Wellenlänge 647,1 nm darstellt. Das auf dem Anzeigebildschirm dargestellte Bild hat insgesamt eine Luminanz von 650 Lumen. Das monochromatische Licht des roten Laserstrahles mit der Wellenlänge 612 nm ist ausreichend, um den roten Bereich im NTSC-Femsehsystem abzudecken. Jedoch ist die Handhabung und Unterhaltung der Farbstoff-Laserstrahlquelle 17 nicht einfach, da das Lasermaterial eine Flüssigkeit ist und in dem Resonator als laminarer Jetstrom zirkuliert werden muß. Darüberhinaus sind Schwierigkeiten mit Farbstofflasern beim Herstellen eines Laserstrahles im guten TEM&sub0;&sub0;-Modus im Vergleich zu Argon- und Kryptongaslasern aufgetreten. Laserstrahlen in schlechteren Modusbedingungen erzeugen einen Energieverlust in Intensitätsmodulatoren. Die Farbstoff-Laserstrahlquelle 17 erfordert, daß die Anregungs-Laserstrahlquelle eine Ausgangsleistungskapazität von 6 W hat. Somit kann die in Fig. 2 gezeigte Laserstrahl-Farbbildanzeigevorrichtung B nicht auf einfache Weise in ihrer Größe reduziert werden. Ein weiteres Problem ist, daß der Farbstoff in der Farbstoff- Laserstrahlquelle in dem Kreislaufsystem gekühlt werden muß, um eine erhöhte Lebensdauer zu haben.
Die in Fig. 3 gezeigte Laserstrahl-Farbbildanzeigevorrichtung C weist ebenfalls Beschränkungen in der Luminanz des dargestellten Bildes auf, da der rote Laserstrahl durch einen Kryptongaslaser erzeugt wird und eine Wellenlänge von 647,1 nm aufweist.

Gegenstand und Zusammenfassung der Erfindung

Hinsichtlich der oben genannten Probleme herkömmlicher Laserstrahl- Farbbildanzeigevorrichtungen ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Laserstrahl-Farbbildanzeigevorrichtung zu liefern, die Farbbilder mit einer relativ hohen Luminanz (Leuchtdichte) darstellen kann, relativ wenig elektrische Energie benötigt und eine relativ kleine Größe aufweist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Laserstrahl-Farbbildanzeigevorrichtung, wie in Anspruch 1 definiert, zur Verfügung gestellt. Die obigen und weiteren Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung erläuternder Ausführungsbeispiele deutlich, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen zu lesen sind, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Gegenstände bezeichnen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer herkömmlichen Laserstrahl- Farbbildanzeigevorrichtung;
Fig. 2 zeigt eine schematische Draufsicht einer anderen herkömmlichen Laserstrahl- Farbbildanzeigevorrichtung;
Fig. 3 zeigt eine schematische Perspektivansicht noch einer weiteren herkömmlichen Laserstrahl-Farbbildanzeigevorrichtung;
Fig. 4 zeigt ein Diagramm, in dem Leuchteffizienz und spezifische Helligkeit gegen Wellenlänge aufgetragen sind;
Fig. 5 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer Laserstrahl- Farbbildanzeigevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 zeigt eine schematische Draufsicht einer Laserstrahl-Farbbildanzeigevorrichtung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7 zeigt eine schematische Draufsicht einer Laserstrahl-Farbbildanzeigevorrichtung gemäß noch einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8 zeigt eine schematische Draufsicht einer Laserstrahl-Farbbildanzeigevorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 9 zeigt ein Chrominanzdiagramm mit den Farbbereichen einer Laserstrahl- Farbbildanzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung und der herkömmlichen Laserstrahl-Farbbildanzeigevorrichtungen.

Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Fig. 5 zeigt eine Laserstrahl-Farbbildanzeigevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Laserstrahl-Farbbildanzeigevorrichtung, in Fig. 5 allgemein mit 22 gekennzeichnet, umfaßt eine Argon-Krypton-Mischgas-Laserstrahlquelle 21 zum Emittieren eines Laserstrahles, Intensitätsmodulatoren 2B, 2G, 2Y, 2R wie z.B. akustooptische Intensitätsmodulatoren zum unabhängigen Modulieren der Intensitäten von blauen, grünen, gelben und roten Laserstrahlen, die von dem von der Argon-Krypton- Mischgas-Laserstrahlquelle 21 erzeugten Laserstrahl abgetrennt worden sind, einen vieleckigen Spiegel 3 zum horizontalen Ablenken der intensitätsmodulierten Laserstrahlen, wobei der vieleckige Spiegel 3 aus einem vieleckigen Spiegel 13 und einer Antriebsvorrichtung 12 zum Drehen des vieleckigen Spiegels 13 besteht, einen galvanometrischen Spiegel 4 zum vertikalen Ablenken der Laserstrahlen, die horizontal abgelenkt wurden, und einen Anzeigebildschirm 5.
Die Laserstrahl-Farbbildanzeigevorrichtung 22 umfaßt weiterhin blaureflektierende dichroitische Spiegel DMB1, DMB2, grünreflektierende dichroitische Spiegel DMG1, DMG2, gelbreflektierende dichroitische Spiegel DMY1 DMY2, reflektierende Spiegel M&sub1;, M&sub2;, Linsenanordnungen 6, 7, von denen jeweils eine auf jeder Seite der Intensitätsmodulatoren 2B, 2G, 2Y, 2R angeordnet sind und Linsenanordnungen 8, 9, die zwischen dem vieleckigen Spiegel 3 und dem galvanometrischen Spiegel 4 angeordnet sind.
Der von der Argon-Krypton-Mischgas-Laserstrahlquelle 21 emittierte Laserstrahl wird dem blaureflektierenden dichroitischen Spiegel DMB1 zugeführt, der argonblaue Laserstrahlen Lb mit jeweiligen Wellenlängen von 457,9 nm und 476,5 nm abtrennt. Diese abgetrennten blauen Laserstrahlen Lb werden dem Intensitätsmodulator 2B durch die Linsenanordnung 6 zugeführt, und mit einer Blau-Signalkomponente Sb eines Videosignales intensitätsmoduliert, die dem Intensitätsmodulator 2B zugeführt wird. Der Laserstrahl, der den blaureflektierenden dichroitischen Spiegel DMB1 durchquert hat, wird dann dem grünreflektierenden dichroitischen Spiegel DMG1 zugeführt, der einen argongrünen Laserstrahl Lg mit einer Wellenlänge von 514,5 nm abtrennt (der ebenfalls einen Krypton-Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 520,8 nm und einen Argon- Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 528,7 nm abtrennen kann). Der abgetrennte grüne Laserstrahl Lg wird durch die Linsenanordnung 6 dem Intensitätsmodulator 2G zugeführt, und mit einer Grün-Signalkomponente Sg des Videosignales intensitätsmoduliert, die dem Intensitätsmodulator 2G zugeführt wird. Der Laserstrahl, der den grünreflektierenden dichroitischen Spiegel DMG1 durchquert hat, wird dann dem gelbreflektierenden dichroitischen Spiegel DMY1 zugeführt, der einen kryptongelben Laserstrahl Ly mit einer Wellenlänge von 568,2 nm abtrennt. Der abgetrennte gelbe Laserstrahl Ly wird dem Intensitätsmodulator 2Y durch die Linsenanordnung 6 zugeführt und mit einer Rot- Signalkomponente Sr des Videosignales intensitätsmoduliert, die dem Intensitätsmodulator 2Y zugeführt wird. Der verbleibende Laserstrahl, d.h. ein kryptonroter Laserstrahl Lr mit einer Wellenlänge von 647,1 nm, der den gelbreflektierenden dichroitischen Spiegel DMY1 durchquert hat, wird durch den reflektierenden Spiegel M&sub1; reflektiert und dem Intensitätsmodulator 2R durch die Linsenanordnung 6 zugeführt. Der rote Laserstrahl Lr wird mit einer Rot-Signalkomponente Sr des Videosignales intensitätsmoduliert, die dem Intensitätsmodulator 2R zugeführt wird.
Die intensitätsmodulierten Laserstrahlen Lb, Lg, Ly, Lr werden danach durch die jeweiligen Linsenanordnungen 7 den dichroitischen Spiegeln DMB2, DMG2, DMY2 und dem reflektierenden Spiegel M&sub2; zugeführt, durch die sie zum vieleckigen Spiegel 3 reflektiert werden. Die Laserstrahlen Lb, Lg, Ly, Lr werden durch den gedrehten vieleckigen Spiegel 13 horizontal abgelenkt, und durch die Linsenanordnungen 8, 9 dem galvanometrischen Spiegel 4 zugeführt. Der galvanometrische Spiegel 4, der wechselseitig durch die Antriebsvorrichtung 14 gekippt wird, lenkt die Laserstrahlen dann vertikal ab, während er sie auf den Anzeigebildschirm projiziert. Da die Laserstrahlen durch den vieleckigen Spiegel 3 horizontal und durch den galvanometrischen Spiegel 4 vertikal abgelenkt werden, tasten die dem Anzeigebildschirm 5 zugeführten Laserstrahlen den Anzeigebildschirm 5 in einem Rastermodus ab, wobei sie ein auf dem Videosignal basierendes Farbbild auf dem Anzeigebildschirm 5 darstellen.
In der in Fig. 5 gezeigten Laserstrahl-Farbbildanzeigevorrichtung werden der gelbe Laserstrahl Ly mit der Wellenlänge 568,2 nm und der rote Laserstrahl Lr mit der Wellenlänge 647,1 nm durch aktives Mischen durch den dichroitischen Spiegel DMY2 addiert, wobei das rote Licht des dargestellten Bildes geliefert wird. Genauer gesagt werden der gelbe Laserstrahl Ly mit der Wellenlänge 568,2 nm und der rote Laserstrahl Lr mit der Wellenlänge 647,1 nm bei einem Ausgangsleistungsverhältnis von 1:20 addiert, wodurch ein rotes Licht erzeugt wird, das monochromatischem Licht mit einer Wellenlänge von ungefähr 612 nm entspricht. Das somit durch aktives Mischen erzeugte rote Licht hat Chromatizitätskoordinaten von x=0,675 und y=0,3245. Die blauen Laserstrahlen Lb mit den Wellenlängen 457,9 nm und 476,5 nm werden bei einem Ausgangsleistungsverhältnis von 1:2 ebenso addiert, wodurch blaues Licht erzeugt wird, das monochromatischem Licht mit einer Wellenlänge von ungefähr 470 nm entspricht. Das somit erzeugte blaue Licht hat Chromatizitätskoordinaten von x=0,124 und y=0,066. Das durch den grünen Laserstrahl Lg erzeugte grüne Licht hat Chromatizitätskoordinaten von x=0,0364 und y=0,8058.
Der Farbbereich, der durch die Laserstrahl-Farbbildanzeigevorrichtung 22 ausgedrückt werden kann, ist im Chromatizitätsdiagramm von Fig. 9 gezeigt. Die durchgezogene Kurve 1 zeigt den Farbbereich der in Fig. 5 gezeigten Laserstrahl-Farbbildanzeigevorrichtung 22 an. Die gestrichelte Kurve II zeigt den Farbbereich der in Fig. 3 gezeigten herkömmlichen Laserstrahl-Farbbildanzeigevorrichtung C an. Die strichpunktierte Kurve III zeigt den Farbbereich gemäß dem NTSC-Standard drei Primärfarben. Die zweipunktgestrichelte Kurve IV zeigt den Farbbereich gemäß den HDTV-(hochauflösendes Fernsehen)- Standard-Primärfarben. Wie aus dem Chromatizitätsdiagramm von Fig. 9 ersichtlich ist, kann die in Fig. 5 gezeigte Laserstrahl-Farbbildanzeigevorrichtung 22 den Farbbereich gemäß den drei NTSC-Standard-Primärfarben im wesentlichen vollständig abdecken, und kann den Farbbereich gemäß den drei HDTV-Standard-Primärfarben (die im wesentlichen durch die vorliegende Kathodenstrahlröhren-Fernsehanordnung wiedergegeben werden können) abdecken.
Die unten gezeigten Tafeln 1, 2 und 3 zeigen Laserstrahl-Ausgangsleistungen bei jeweiligen Wellenlängen, die notwendig sind, um die Standard-Lichtart C (weiße Farbe) von 700 Lumen zu liefern.
Tafel 1 zeigt Laserstrahl-Ausgangsleistungen der in Fig. 2 gezeigten herkömmlichen Laserstrahl-Farbbildanzeigevorrichtung B, die eine Argon-Laserstrahlquelle und eine Farbstoff-Laserstrahlquelle verwendet. Tafel 2 zeigt Laserstrahl-Ausgangsleistungen der in Fig. 3 gezeigten herkömmlichen Laserstrahl-Farbbildanzeigevorrichtung C, die eine Argon- Krypton-Mischgas-Laserstrahlquelle verwendet. Tafel 3 zeigt Laserstrahl- Ausgangsleistungen der in Fig. 5 gezeigten Laserstrahl-Farbbildanzeigevorrichtung 22, die eine Argon-Krypton-Mischgas-Laserstrahlquelle verwendet. In Tafel 3 kann das Ausgangsleistungsverhältnis der Argon-Krypton-Mischgas-Laserstrahlquelle durch das Mischverhältnis der Argon- und Kryptongase, der Krümmung der Spiegel des Resonators und der reflektierenden Beschichtungen optimiert werden. Tafel 1 Argongaslaser + Farbstofflaser (Fig. 2) Farbe Blau Grün Rot Wellenlänge (nm) Laser-Ausgangs-Leitung (W) Leuchtfluß (lm) (Ar laser) TOTAL Tafel 2 Argon-Krypton-Mischgaslaser (Fig. 3) Farbe Blau Grün Rot Wellenlänge (nm) Laser-Ausgangs-Leitung (W) Leuchtfluß (lm) TOTAL Tafel 3 Argon-Krypton-Mischgaslaser (Fig. 5) Farbe Blau Grün Rot Wellenlänge (nm) Laser-Ausgangs-Leitung (W) Leuchtfluß (lm) TOTAL
Wie aus den Tafeln 2 und 3 ersichtlich ist, hat das durch die Laserstrahl- Farbbildanzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugte rote Licht einen Leuchtfluß (Luminanz pro Einheitsfläche), der ungefähr 30% größer ist als der von rotem Licht einer Wellenlänge von 647,1 nm (das mit der Ausgangsleistung von 2,6 W in Tafel 2 emittiert wird). Wenn die gleiche Argon-Krypton-Mischgas-Laserstrahlquelle in den Tafeln 2 und 3 verwendet wird, dann erzeugt, da der Laserstrahl der Wellenlänge von 647,1 nm mit der Ausgangsleistung von 2,3 W erzeugt wird, die in Fig. 3 gezeigte herkömmliche Laserstrahl-Farbbildanzeigevorrichtung rotes Licht mit einer Luminanz von 210 lm x (2,3 W/2,64 W) = 183 lm. In der Laserstrahl-Farbbildanzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erhöht sich der Leuchtfluß (Luminanz) des erzeugten roten Lichtes um (275 lm - 183 lm)/183 lm x 100 = 50%. Es ist aus den Tafeln 1, 2 und 3 ersichtlich, daß die gesamte Laser-Ausgangsleistung, die erforderlich ist, um die gleiche Luminanz von 700 lm zu erhalten, bei der Laserstrahl-Farbbildanzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung geringer ist, als bei der herkömmlichen Laserstrahl- Farbbildanzeigevorrichtung. Demgemäß benötigt die Laserstrahl- Farbbildanzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weniger elektrische Energie.
Wie oben beschrieben, erzeugt die Laserstrahl-Farbbildanzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung das rote Licht des dargestellten Bildes durch Addieren des Krypton-Laserstrahles mit der Wellenlänge von 568,2 nm und des Krypton-Laserstrahles mit der Wellenlänge von 647,1 nm mittels aktivem Mischen. Die Luminanz des resultierenden roten Lichtes ist um die Luminanz des addierten Laserstrahles mit der Wellenlänge von 568,2 nm größer. In dem Fall, in dem die Laserstrahl- Farbbildanzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung als eine praktische Laserstrahl-Farbbildanzeigevorrichtung für Fernsehen verwendet wird, kann sie Farbbilder mit einer größeren Luminanz darstellen und erfordert weniger elektrische Leistung, als die herkömmliche Laserstrahl-Farbbildanzeigevorrichtung. Die Laserstrahl- Farbbildanzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erfordert weniger Pflege, ist kleiner und weniger teuer als die herkömmliche Laserstrahl-Farbbildanzeigevorrichtung, die einen Farbstofflaser verwendet.
Die Fig. 6 bis 8 zeigen Laserstrahl-Farbbildanzeigevorrichtungen gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung. Diejenigen in den Fig. 6 bis 8 gezeigten Elemente, die denen in Fig. 5 gezeigten entsprechen, sind mit entsprechenden Bezugszeichen versehen.
Die Laserstrahl-Farbbildanzeigevorrichtung, die in Fig. 6 allgemein mit 34 bezeichnet ist, hat drei Laserstrahlquellen, d.h. eine Argongas-Laserstrahlquelle 31, eine Kryptongas- Laserstrahlquelle 32 und eine Argongas-Laserstrahlquelle 33. Die Argongas- Laserstrahlquelle 31 emittiert blaue Laserstrahlen Lb mit jeweiligen Wellenlängen von 476,5 nm und 457,9 nm. Die Argongas-Laserstrahlquelle 33 emittiert einen grünen Laserstrahl Lg mit einer Wellenlänge von 514,5 nm. Die somit emittierten blauen und grünen Laserstrahlen Lb, Lg werden jeweiligen Intensitätsmodulatoren 2B, 2G zugeführt und mit Blau- bzw. Grün-Signalkomponenten Sb, Sg eines Videosignales intensitätsmoduliert, die den Intensitätsmodulatoren 2B, 2G zugeführt werden.
Die Kryptongas-Laserstrahlquelle 32 emittiert einen Laserstrahl, der einem gelbreflektierenden dichroitischen Spiegel DMY1 zugeführt wird. Der gelbreflektierende dichroitische Spiegel DMY1 trennt den Laserstrahl in einen roten Laserstrahl Lr mit einer Wellenlänge von 647,1 nm und einen gelben Laserstrahl Ly mit einer Wellenlänge von 568,2 nm. Die abgetrennten roten und gelben Laserstrahlen Lr, Ly werden durch den dichroitischen Spiegel DMY1 bzw. einen reflektierenden Spiegel M&sub1; jeweiligen Intensitätsmodulatoren 2R, 2Y zugeführt und mit einer Rot-Signalkomponente Sr des Videosignales intensitätsmoduliert, die den Intensitätsmodulatoren 2R, 2Y zugeführt wird.
Die intensitätsmodulierten Laserstrahlen Lr, Ly werden durch aktives Mischen addiert, wodurch das rote Licht eines dargestellten Bildes zur Verfügung gestellt wird. Die intensitätsmodulierten Laserstrahlen werden dann durch einen reflektierenden Spiegel M&sub2; und dichroitische Spiegel DMR2, DMY2, DMB2 zu einer Lichtablenkvorrichtung reflektiert. Die Lichtablenkvorrichtung, die aus einem vieleckigen Spiegel und aus einem galvanometrischen Spiegel besteht, und ein Anzeigebildschirm (nicht in Fig. 6 gezeigt), sind identisch mit den in Fig. 5 gezeigten.
Die Laserstrahl-Farbbildanzeigevorrichtung, die in Fig. 7 allgemein mit 37 gekennzeichnet ist, hat zwei Laserstrahlquellen, d.h. eine Argongas-Laserstrahlquelle 35 und eine Kryptongas-Laserstrahlquelle 36. Der von der Argongas-Laserstrahlquelle 35 emittierte Laserstrahl wird einem blaureflektierenden dichroitischen Spiegel DMB1 zugeführt, der den Laserstrahl in blaue Laserstrahlen Lb mit jeweiligen Wellenlängen von 457,9 nm und 476,5 nm und einen grünen Laserstrahl Lg mit einer Wellenlänge von 514,5 nm trennt. Die somit emittierten blauen und grünen Laserstrahlen Lb, Lg werden durch den dichroitischen Spiegel DMB1 bzw. einen reflektierenden Spiegel M&sub3; jeweiligen Intensitätsmodulatoren 2B, 2G zugeführt und mit Blau- bzw. Grün-Signalkomponenten Sb, Sg eines Videosignales intensitätsmoduliert, die den Intensitätsmodulatoren 2B, 2G zugeführt werden.
Der von der Kryptongas-Laserstrahlquelle 36 emittierte Laserstrahl wird einem gelbreflektierenden dichroitischen Spiegel DMY1 zugeführt. Der gelbreflektierende dichroitische Spiegel DMY1 trennt den Laserstrahl in einen roten Laserstrahl Lr mit einer Wellenlänge von 647,1 nm und einen gelben Laserstrahl Ly mit einer Wellenlänge von 568,2 nm. Die getrennten roten und gelben Laserstrahlen Lr, Ly werden durch den dichroitischen Spiegel DMY1 bzw. einen reflektierenden Spiegel M&sub1; jeweiligen Intensitätsmodulatoren 2R, 2Y zugeführt und mit einer Rot-Signalkomponente Sr des Videosignales intensitätsmoduliert, die den Intensitätsmodulatoren 2R, 2Y zugeführt wird. Die intensitätsmodulierten Laserstrahlen Lr, Ly werden mittels aktivem Mischen addiert, wo durch das rote Licht eines dargestellten Bildes zur Verfügung gestellt wird. Die intensitätsmodulierten Laserstrahlen werden dann durch einen reflektierenden Spiegel M&sub2; und dichroitische Spiegel DMY2, DMG2, DMB2 zu einer Lichtablenkvorrichtung reflektiert. Die Lichtablenkvorrichtung, die aus einem vieleckigen Spiegel und einem galvanometrischen Spiegel besteht, und ein Anzeigebildschirm (nicht in Fig. 7 gezeigt) sind mit den in Fig. 5 gezeigten identisch.
Die Laserstrahl-Farbbildanzeigevorrichtung, die in Fig. 8 allgemein mit 40 gekennzeichnet ist, hat zwei Laserstrahlquellen, d.h. eine Argongas-Laserstrahlquelle 35 und eine Kryptongas-Laserstrahlquelle 36. Die Argongas-Laserstrahlquelle 35 führt blaue Laserstrahlen Lb mit jeweiligen Wellenlängen von 457,9 nm und 476,5 nm einem Intensitätsmodulator 2B zu, wo sie mit einer Blau-Signalkomponente Sb eines Videosignales intensitätsmoduliert werden, die dem Intensitätsmodulator 2B zugeführt wird.
Der von der Kryptongas-Laserstrahlquelle 36 emittierte Laserstrahl wird einem rotdurchlässigen dichroitischen Spiegel DMR3 zugeführt. Der rotdurchlässige dichroitische Spiegel DMR3 trennt einen roten Laserstrahl Lr mit einer Wellenlänge von 647,1 nm von dem zugeführten Laserstrahl ab. Der rote Laserstrahl Lr wird dann einem Intensitätsmodulator 2R zugeführt. Der von dem rotdurchlässigen dichroitischen Spiegel DMR3 reflektierte Laserstrahl wird einem gelbreflektierenden dichroitischen Spiegel DMY1 zugeführt, der den Laserstrahl in einen gelben Laserstrahl Ly mit einer Wellenlänge von 568,2 nm und einen grünen Laserstrahl Lg mit einer Wellenlänge von 520,8 nm trennt. Die getrennten gelben und grünen Laserstrahlen Ly, Lg werden durch den dichroitischen Spiegel DMY1 bzw. einen reflektierenden Spiegel M&sub1; jeweiligen Intensitätsmodulatoren 2Y, 2G zugeführt. Die Laserstrahlen Lb, Lr, Ly, Lg werden dann durch jeweilige Intensitätsmodulatoren 2B, 2R, 2Y, 2G mit Blau-, Rot- und Grün-Signalkomponenten Sb, Sr, Sg eines Videosignales intensitätsmoduliert, die den Intensitätsmodulatoren 2B, 2R, 2y, 2G zugeführt werden. Die intensitätsmodulierten Laserstrahlen Lr, Ly werden durch aktives Mischen addiert, wodurch rotes Licht eines dargestellten Bildes zur Verfügung gestellt wird. Die intensitätsmodulierten Laserstrahlen werden dann durch einen reflektierenden Spiegel M&sub2; und dichroitische Spiegel DMY2, DMG2, DMB2 zu einer Lichtablenkvorrichtung reflektiert.
Die Lichtablenkvorrichtung, die aus einem vieleckigen Spiegel und einem galvanometrischen Spiegel besteht, und ein Anzeigebildschirm (nicht in Fig. 8 gezeigt), sind mit den in Fig. 5 gezeigten identisch.
Die in den Fig. 6 bis 8 dargestellten Laserstrahl-Farbbildanzeigevorrichtungen erzeugen ebenfalls das rote Licht des dargestellten Bildes durch Addieren des Krypton-Laserstrahles der Wellenlänge 568,2 nm und des Krypton-Laserstrahles der Wellenlänge 647,1 nm durch aktives Mischen. Die Luminanz des resultierenden roten Lichtes ist somit erhöht. Die Laserstrahl-Farbbildanzeigevorrichtung kann Farbbilder mit einer höheren Luminanz darstellen, benötigt weniger elektrische Energie, weniger Pflege, ist kleiner und weniger teuer als die herkömmliche Laserstrahl-Farbbildanzeigevorrichtung.
Folglich bietet die Laserstrahl-Farbbildanzeigevorrichtung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung verschiedene praktische Vorteile, die sie in tatsächlichen Anwendungen nützlich macht.

Claims

1. Laserstrahl-Farbbild-Anzeigevorrichtung, die durch Blau-, Grün- und Rot-Modulationssignal-Komponenten (Sb, Sg, Sr) angesteuert ist, mit:

einer ersten Laserstrahl-Erzeugungsvorrichtung (31, 35, M3) zum Erzeugen eines intensitätmodulierten blauen Laserstrahles (Lb), die durch die Blau- Modulationssignal-Komponente (Sb) gesteuert ist,

einer zweiten Laserstrahl-Erzeugungseinrichtung (33, 35, DMB1, 36, M1) zum Erzeugen eines intensitätsmodulierten grünen Laserstrahles (Lg), die durch die Grün- Modulationssignal-Komponente (Sg) gesteuert ist,

einer dritten Laserstrahl-Erzeugungsvorrichtung (32, DMY1, M1, 36, DMY1, M1) zum Erzeugen einer intensitätsmodulierten roten Laserstrahl-Unterkomponente (Lr) mit einer Wellenlänge von 647,1 nm, die durch die Rot-Modulationssignal- Komponente (Sr) gesteuert ist, mit einer ersten Modulationseinrichtung (2R) zum Modulieren der Intensität des Laserstrahles (Lr) mit der Wellenlänge von 647,1 nm durch die Rot-Modulationssignal-Komponente (Sr),

einer Abtasteinrichtung (3, 4) zum Abtasten eines Anzeigebildschirmes (5) mit dem blauen Laserstrahl (Lb), dem grünen Laserstrahl (Lg), und dem roten Laserstrahl (Lr) zum Anzeigen eines Farbbildes auf dem Anzeigebildschirm (5), dadurch gekennzeichnet,

daß die dritte Laserstrahl-Erzeugungseinrichtung (32) weiterhin umfaßt eine Einrichtung zur Erzeugung einer gelben Laserstrahl-Unterkomponente (Ly) mit einer Wellenlänge von 568,2 nm, eine zweite Modulationseinrichtung (2Y) zum Modulieren der Intensität des gelben Laserstrahles (Ly) mit der Wellenlänge von 568,2 nm durch die Rot-Modulationssignal-Komponente (Sr), und eine Mischeinrichtung zum Addieren der roten Laserstrahl-Unterkomponente (Lr) und der durch die Rot-Modulationssignal-Komponente modulierte gelbe Laserstrahl- Unterkomponente (Ly) durch aktives Mischen, um die rote Laserstrahl-Komponente aus der roten und der gelben Laserstrahl-Unterkomponente zu erzeugen.

2. Laserstrahl-Farbbild-Anzeigevorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Mischeinrichtung eine Einrichtung zum Addieren des Laserstrahles mit der Wellenlänge von 568,2 nm und des Laserstrahles mit der Wellenlänge von 647,1 nm mit einem Ausgangs-Leistungsverhältnis von 1 : 20 umfaßt.

3. Laserstrahl-Farbbild-Anzeigevorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei der durch die dritte Laserstrahl-Erzeugungsvorrichtung (32) erzeugte rote Laserstrahl ein rotes Licht erzeugt, das monochromatischem Licht mit einer Wellenlänge von 612 nm äquivalent ist.

4. Laserstrahl-Farbbild-Anzeigevorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die dritte Laserstrahl-Erzeugungsvorrichtung (32) eine Argon-Krypton- Mischgas-Laserstrahlquelle umfaßt.

5. Laserstrahl-Farbbild-Anzeigevorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die dritte Laserstrahl-Erzeugungseinrichtung (32) eine Krypton-Gas- Laserstrahlquelle umfaßt.

6. Laserstrahl-Farbbild-Anzeigevorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die erste, die zweite und die dritte Laserstrahl-Erzeugungseinrichtung eine gemeinsame Laserstrahlquelle (21) zum Ausstrahlen eines Laserstrahles und jeweilige dichroitische Spiegel (DMB1, DMG1, DMY1) zum Trennen des letztgenannten Laserstrahles in den blauen Laserstrahl (Lb), den grünen Laserstrahl (Lg) und den Laserstrahl (Ly) mit der Wellenlänge von 568,2 nm und den Laserstrahl (Lr) mit der Wellenlänge von 647,1 nm umfassen.

7. Laserstrahl-Farbbild-Anzeigevorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die erste und die zweite Laserstrahl-Erzeugungseinrichtung jeweilige Laserstrahlquellen (31, 32) zum Ausstrahlen des blauen Laserstrahls bzw. des grünen Laserstrahles umfassen, und wobei die dritte Laserstrahlerzeugungseinrichtung eine Laserstrahlquelle (32) zum Ausstrahlen eines Laserstrahles und einen dichroitischen Spiegel (DMY1) zum Trennen des letztgenannten Laserstrahles in den Laserstrahl (Ly) mit der Wellenlänge von 568,2 nm und den Laserstrahl (Lr) mit der Wellenlänge von 647,1 nm umfaßt.

8. Laserstrahl-Farbbild-Anzeigevorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die erste und die zweite Laserstrahl-Erzeugungseinrichtung eine gemeinsame Laserstrahlquelle (35) zum Ausstrahlen eines Laserstrahles und einen dichroitischen Spiegel (DMB1) zum Trennen des letztgenannten Laserstrahles in den blauen Laserstrahl (Lb) bzw. den grünen Laserstrahl (Lg) umfassen, und wobei die dritte Laserstrahl-Erzeugungseinrichtung eine Laserstrahlquelle (36) zum Ausstrahlen eines Laserstrahles und einen dichroitischen Spiegel (DMY1) zum Trennen des letztgenannten Laserstrahles in den Laserstrahl (Ly) mit der Wellenlänge von 568,2 nm und den Laserstrahl (Lr) mit Wellenlänge von 647,1 nm umfaßt.

9. Laserstrahl-Farbbild-Anzeigevorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die erste Laserstrahl-Erzeugungseinrichtung eine Laserstrahlquelle (35) zum Ausstrahlen des blauen Laserstrahles (Lb) umfaßt und worin die zweite und die dritte Laserstrahl-Erzeugungseinrichtung eine gemeinsame Laserstrahlquelle (36) zum Ausstrahlen eines Laserstrahles und erste dichroitische Spiegel (DMR3, DMY1) zum Trennen des letztgenannten Laserstrahles in den grünen Laserstrahl (Lg), den Laserstrahl (Ly) mit der Wellenlänge von 568,2 nm und den Laserstrahl (Lr) mit der Wellenlänge von 647,1 nm umfassen.