光源装置、照明装置、モニタ装置、画像表示装置及びプロジェクタ
【課題】シンチレーションの発生を軽減することが可能な光源装置、照明装置、モニタ装置、画像表示装置及びプロジェクタを提供すること。
【解決手段】各波長選択素子という異なる位置から波長λ１〜波長λ４という異なる波長のレーザ光を射出することができる。この結果、干渉の位置が時間的にずれることになり、干渉がレーザ光の全体に亘って平準化されることになる。加えて、状態１と状態２とが交互に繰り返されるようにレーザ光を射出することができる。この結果、やはり干渉の位置が時間的にずれることになり、干渉がレーザ光の全体に亘って平準化されることになる。このように、シンチレーションの発生を相乗的に軽減することが可能な光源装置４を得ることができる。
【解決手段】各波長選択素子という異なる位置から波長λ１〜波長λ４という異なる波長のレーザ光を射出することができる。この結果、干渉の位置が時間的にずれることになり、干渉がレーザ光の全体に亘って平準化されることになる。加えて、状態１と状態２とが交互に繰り返されるようにレーザ光を射出することができる。この結果、やはり干渉の位置が時間的にずれることになり、干渉がレーザ光の全体に亘って平準化されることになる。このように、シンチレーションの発生を相乗的に軽減することが可能な光源装置４を得ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置、照明装置、モニタ装置、画像表示装置及びプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
投射型画像表示装置では、光源として超高圧水銀ランプなどの放電ランプが用いられるのが一般的である。しかし、このような放電ランプは、寿命が比較的短い、瞬時点灯が難しい、色再現性範囲が狭い、ランプから放射された紫外線が液晶ライトバルブを劣化させてしまうことがある等の課題がある。そこで、このような放電ランプの代わりに、レーザ光源を用いた投射型画像表示装置が提案されている。
【０００３】
レーザ光源は、上記の課題を持たない反面、干渉性を有するという欠点を持っている。所定の位置に干渉光を含んだ光が光源装置から照射されると、当該光源装置を用いたプロジェクタにおいては、表示画像に干渉縞が形成されてしまう。観察者がこの画像を観察するとき、この干渉縞をシンチレーションとして認識することになる。このため、高精細な画像を表示させるためには、スペックルノイズの対策が必要となる。
【０００４】
スペックルノイズの対策方法として、光源の温度を制御する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載の画像表示装置は、アレイ光源の一つ一つの半導体レーザが、異なる温度に維持されており、各半導体レーザが、この温度の違いに応じて異なる波長の光束を射出している。このように、出力波長を異ならせることにより、半導体レーザ同士のコヒレンスが低減し、出力光全体としてスペックルノイズが低減する。
【特許文献１】特開２００３−３１８７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の手法では、コヒレント長に匹敵する光路長の差異を設ける必要があるため、小型化が困難であるという問題がある。光源装置のみならず、当該光源装置を搭載する照明装置、モニタ装置、画像表示装置及びプロジェクタについても同様の問題がある。
【０００６】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、シンチレーションの発生を軽減することが可能であり小型化が可能な光源装置、照明装置、モニタ装置、画像表示装置及びプロジェクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る光源装置は、レーザ光を射出する光源部と、前記光源部からの前記レーザ光のうち第１波長成分を選択し当該第１波長成分が共振するように前記光源部に向けて反射する第１波長選択部と、前記光源部からの前記レーザ光のうち前記第１波長成分とは異なる第２波長成分を選択し当該第２波長成分が共振するように前記光源部に向けて反射する第２波長選択部と、前記光源部からの前記レーザ光が前記第１波長選択部と前記第２波長選択部とのそれぞれに入射可能となるように、前記光源部から光が射出する位置と、前記第１波長選択部及び前記第２波長選択部の位置とを相対的に変動させる位置変動手段とを具備することを特徴とする。
本発明によれば、光源部からのレーザ光のうち第１波長成分を選択し当該第１波長成分が共振するように光源部に向けて反射する第１波長選択部と、光源部からのレーザ光のうち第１波長成分とは異なる第２波長成分を選択し当該第２波長成分が共振するように光源部に向けて反射する第２波長選択部と、光源部からのレーザ光が第１波長選択部と第２波長選択部とのそれぞれに入射可能となるように、光源部から光が射出される位置と、第１波長選択部及び第２波長選択部の位置とを相対的に変動させる位置変動手段とを具備するので、第１波長選択部及び第２波長選択部という異なる位置から第１波長成分及び第２波長成分という異なる波長の光を射出することができる。この結果、干渉の位置が時間的にずれることになり、干渉がレーザ光の全体に亘って平準化されることになる。加えて、第１波長成分と第２波長成分という異なる波長の光を時系列的に異なるように射出することができる。この結果、やはり干渉の位置が時間的にずれることになり、干渉がレーザ光の全体に亘って平準化されることになる。このように、シンチレーションの発生を相乗的に軽減することが可能な光源装置を得ることができる。
【０００８】
上記の光源装置は、前記位置変動手段が、前記光が射出する位置を変動させることを特徴とする。
本発明によれば、位置変動手段が光が射出する位置を変動させることとしたので、第１波長選択部及び第２波長選択部の位置を固定することができる。これにより、第１波長選択部及び第２波長選択部の位置を変動させるのに比べて設計・制御が容易となる。
【０００９】
上記の光源装置は、前記位置変動手段が、前記第１波長選択部及び前記第２波長選択部の位置を変動させることを特徴とする。
本発明によれば、位置変動手段が第１波長選択部及び第２波長選択部の位置を変動させることとしたので、光が射出する位置を固定することができる。これにより、レーザ光の光路を固定させることができ、光を安定して供給することができる。
【００１０】
上記の光源装置は、前記第１波長選択部が、前記レーザ光のうち前記第１波長成分に変換する第１波長変換素子を有しており、前記第２波長選択部が、前記レーザ光のうち前記第２波長成分に変換する第２波長変換素子を有していることを特徴とする。
本発明によれば、第１波長選択部がレーザ光のうち第１波長成分に変換する第１波長変換素子を有しており、第２波長選択部がレーザ光のうち第２波長成分に変換する第２波長変換素子を有しているので、当該第１波長変換素子及び第２波長変換素子によって所望の波長の光成分（第１波長成分、第２波長成分）を得ることができる。
【００１１】
上記の光源装置は、前記レーザ光の射出のタイミングと前記位置変動手段による位置の変動のタイミングを制御する制御部を更に具備し、前記制御部が、前記レーザ光の射出のタイミングと前記位置の変動のタイミングとを同期させるように制御することを特徴とする。
本発明によれば、レーザ光の射出のタイミングと位置変動手段による位置の変動のタイミングを制御する制御部によって、レーザ光の射出のタイミングと位置の変動のタイミングとを同期させるように制御することとしたので、レーザ光を無駄なく利用することができる。
【００１２】
本発明に係る照明装置は、上記の光源装置を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、干渉の位置を時間的にずらすことのできる上記の光源装置を備えているので、シンチレーションの発生を低減することが可能な照明装置を得ることができる。
【００１３】
本発明に係るモニタ装置は、上記の光源装置と、前記光源装置から射出された光を伝送する光伝送部と、前記光伝送部によって伝送された光によって対象物をセンシングするセンサ部とを具備することを特徴とする。
本発明によれば、干渉の位置を時間的にずらすことのできる上記の光源装置を備えているので、シンチレーションの発生を低減することが可能なモニタ装置を得ることができる。
【００１４】
本発明に係る画像表示装置は、上記の光源装置と、前記光源装置から射出される光を変調する光変調手段とを具備することを特徴とする。
本発明によれば、干渉の位置を時間的にずらすことのできる上記の光源装置と、この光源装置から射出される光を変調する光変調手段とを具備することとしたので、当該画造形性装置によって形成される画像においては干渉縞が平準化されることとなる。観察者はこのように標準化された画像を観察することとなるため、観察者が感じるシンチレーションは軽減されることになる。
【００１５】
本発明に係るプロジェクタは、上記の光源装置と、前記光源装置から射出される光を変調する光変調手段と、前記光変調手段によって変調された光を投射する投射レンズとを具備することを特徴とする。
本発明によれば、干渉の位置を時間的にずらすことのできる光源装置と、この光源装置から射出される光を変調する光変調手段と、この光変調手段によって変調された光を投射する投射レンズとを具備することとしたので、投射された画像においては干渉縞が平準化されることになる。観察者はこのように標準化された画像を観察することとなるため、観察者が感じるシンチレーションは軽減されることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態を図面に基づき説明する。
図１は、本実施形態に係るプロジェクタ１の模式的な構成を示す図である。
同図に示すように、プロジェクタ１は、画像表示装置２と、投射レンズ３と、スクリーンＳとを主体として構成されている。
【００１７】
画像表示装置２は、光源装置４と、光変調装置５とを有している。
光源装置４は、発光素子６、プリズム７、制御部８を有する光源部９と、波長変換素子１０、波長選択素子１１を有する波長選択部１２と、赤外線反射ミラー１３と、電気光学素子１４とを有している。
【００１８】
発光素子６は、レーザ光を発する複数例えば２つの半導体レーザ（ＬＤ）からなる。図１では、紙面の奥行き方向に重なるように配置されており、２つの半導体レーザが並ぶように配列されている。発光素子６は、支持部６ａに固定されている。発光素子６から射出される光の発光波長は概ね一致している。完全に一致している必要は無く、多少のばらつきが合っても構わない。
【００１９】
プリズム７は、レーザ光の射出方向上に配置されており、レーザ光を反射可能な反射面７ａを有している。プリズム７は、発光素子６からのレーザ光を反射面７ａによって当該発光素子６の配列方向に直交する方向に反射する。このプリズム７は、例えば図１の点Ｐを中心軸として、反射面７ａが反射方向を向くように回動可能に設けられている。例えば図１に示す状態（状態１）でレーザ光を反射した場合、レーザ光は光路α（紙面手前側）及び光路γ（紙面奥側）に沿って進行することになる。この状態から反射面７ａを図中反時計回りに所定の角度だけ回動させた状態（状態２）にすると、レーザ光は光路β（紙面手前側）及び光路δ（紙面奥側）に沿って進行することになる。このように、光源部９においては、プリズム７を回動させることによって、レーザ光の射出される位置が波長選択部１２に対して相対的に変動するようになっている。この回動角度を切り替えることにより、光源部９からは光路αのレーザ光と光路βのレーザ光が射出されるようになっている。制御部８は、発光素子６の発光のタイミングと、プリズム７の回動角度及びタイミングとを時間的に制御する。
【００２０】
波長変換素子１０は、入射光をほぼ半分の波長に変換する非線形光学素子である。波長変換素子１０による波長変換効率は非線形の特性を有している。例えば、波長変換素子１０に入射するレーザ光の強度が強いほど、変換効率が向上する。波長変換素子１０の変換効率は４０〜５０％程度である。
【００２１】
波長変換素子１０は、レーザ光の光軸方向に沿って分極反転された領域（図中斜線で示す領域）と分極反転されて無い領域とが交互に並んだストライプ状の構成になっている。このようなストライプ状の構成が、発光素子６の半導体レーザごとに図中上下方向（レーザの光軸方向に垂直な方向）に２つずつ、合計で４つ設けられている。図１には上下方向に１つずつの波長変換素子１０のみが示されているが、発光素子６の半導体レーザと同様、紙面の奥行き方向（半導体レーザの配列方向）に配置されている。図中紙面手前側の下側を領域Ａ、図中紙面手前側の上側を領域Ｂ、図中紙面奥側の下側を領域Ｃ、図中紙面奥側の上側を領域Ｄとする。領域Ａ及び領域Ｃは、上記のプリズム７を状態１にした場合にレーザ光が入射する位置に配置されている。領域Ｂ及び領域Ｄは、上記のプリズム７を状態２にした場合にレーザ光が入射する位置に配置されている。電極パターンの幅及び電極パターン同士の間隔は、例えば領域Ａ＞領域Ｂ＞領域Ｃ＞領域Ｄとなるように形成されている。この波長変換素子１０は、領域ごとに異なった分極が互いに反転したドメインの繰り返し構造（分極周期構造）を有している。この分極周期構造内を光が透過することにより、ピーク波長の光に含まれる様々な波長成分のうち互いに異なる波長の成分が変換作用を受ける。この作用により、入射した光の波長を変換するようになっている。
【００２２】
波長選択素子１１は、図２に示すように、波長変換素子１０の領域Ａ〜領域Ｄのそれぞれに対して光軸方向上に平面視で重なる位置に１つずつ配置されている（１１ａ〜１１ｄ）。この波長選択素子１１は、図２に示すように、光軸方向に垂直な平面に対して所定の角度だけ傾くように配置されている。この所定の角度については、波長選択素子１１ａ〜１１ｄのそれぞれにおいて異なっている。各波長選択素子１１ａ〜１１ｄは、図３（ａ）又は図３（ｂ）に示すように、複数の屈折率の異なる層が積層された構成になっている。各層の層厚については、波長選択素子１１ａ〜１１ｄで同一になっている。図３（ａ）に示すように、波長選択素子１１の傾きがない場合、レーザ光の進行方向における波長選択素子１１の距離がＷ１となる。図３（ｂ）に示すように、波長選択素子１１が傾いている場合、レーザ光の進行方向における波長選択素子１１の距離がＷ２となる。ここでは、傾いている分図３（ｂ）に示す場合の方が波長選択素子１１の距離が大きくなる（Ｗ２＞Ｗ１）。この傾きを調節することにより、それぞれ異なる波長成分の光を選択して反射することが可能になっている。波長選択素子１１は、選択した波長以外の波長成分を透過するようになっている。波長選択素子１１としては、例えば、周期格子を有するホログラムのような光学素子を用いることができる。
【００２３】
光学素子１４は、例えば計算機合成ホログラム（Computer Generated Hologram：ＣＧＨ）からなり、レーザ光の光路上に設けられている。計算機合成ホログラムは、計算機で計算して人工的に作成した干渉縞がホログラム原板に形成された構成になっている。計算機合成ホログラムは、回折格子の分割領域の自由な設定が可能であり、収差の問題が生じないので好適に用いられる。計算機合成ホログラムからなる電気光学素子１４は、照明領域設定機能及び拡散光生成機能（照度均一化機能）を有している。
【００２４】
画像表示装置２を構成する光変調装置５は、所定の画像信号に基づいて光源装置４からのレーザ光を変調する素子であり、例えばＴＦＴアクティブマトリクス型液晶装置などからなる。
【００２５】
プロジェクタ１を構成する投射レンズ３は、画像表示装置２から射出された画像光をスクリーンＳに投射する。
【００２６】
次に、上記のように構成されたプロジェクタ１の動作を説明する。
制御部８によって、発光素子６からのレーザ光の発光タイミングとプリズム７の回動のタイミング（状態１と状態２との切替のタイミング）とが同期するように制御する。このときの周波数は、それぞれ６０Ｈｚ程度であることが好ましい。また、制御部８によって状態１と状態２とが交互に繰り返されるように制御する。状態１では、発光素子６から射出されたレーザ光は、このプリズム７によって光路α、光路γを進行するように反射される。状態２では、レーザ光は光路β、光路δを進行するように反射される。
【００２７】
光路αを進行するレーザ光は領域Ａによって波長λ１の光（第１波長成分）に変換される。光路βを進行するレーザ光は領域Ｂによって波長λ２の光（第２波長成分）に変換される。光路γを進行するレーザ光は領域Ｃによって波長λ３の光（第１波長成分）に変換される。光路δを進行するレーザ光は領域Ｄによって波長λ４の光（第２波長成分）に変換される。
【００２８】
その後、光路α〜光路δを進行する各レーザ光は、波長選択素子１１で選択された波長の光線が発光素子６と波長選択ミラー１３の間で反射を繰り返し、増幅され、波長変換素子１０で波長変換された後、レーザ光Ｌ１〜レーザ光Ｌ４として波長選択ミラー１３から射出される。射出されたレーザ光Ｌ１〜Ｌ４は、光学素子１４に入射する。経路Ａの場合と経路Ｂの場合とで異なる位置に入射する。レーザ光は、この光学素子１４の拡散光生成機能によって拡散され均一な照度分布となる。均一な照度分布となったレーザ光は、光学素子１４の照明領域設定機能によって所定の領域に設定される。光学素子１４においては、画像表示装置２から射出される光が投射レンズ３の呑み込み角の範囲内となるように、照明領域が設定される。光源装置４からは、光学素子１４によって設定された照明領域でレーザ光Ｌが射出される。
【００２９】
光源装置４から射出されたレーザ光Ｌは、光変調装置５に入射し、所定の画像光に変調される。画像表示装置２からは、このように変調された画像光が射出される。画像表示装置２から射出された画像光は、投射レンズ３に入射する。入射した画像光は、スクリーンＳに投射される。このように、プロジェクタ１による画像表示が行われる。
【００３０】
このように、本実施形態によれば、各波長選択素子１１ａ〜１１ｄという異なる波長選択されたレーザ光に対し波長λ１〜波長λ４という異なる波長のレーザ光を射出することができる。この結果、干渉の位置が時間的にずれることになり、干渉が投影光の全体に亘って平準化されることになる。加えて、状態１と状態２とが交互に繰り返されるようにレーザ光を射出することができる。この結果、やはり干渉の位置が時間的にずれることになり、干渉がレーザ光の全体に亘って平準化されることになる。このように、シンチレーションの発生を相乗的に軽減することが可能な光源装置４を得ることができる。切り替え周波数はおよそ６０Ｈｚ以上とすれば、観察者の視覚特性を考慮して、干渉位置の移動状態が確認し難くなり、シンチレーションを感じることを軽減できる。
【００３１】
また、本実施形態では、干渉の位置を時間的にずらすことのできる上記の光源装置４を具備することとしたので、画像表示装置２、プロジェクタ１によって形成される画像においては干渉縞が平準化されることとなる。観察者はこのように標準化された画像を観察することとなるため、観察者が感じるシンチレーションは軽減されることになる。
【００３２】
［第２実施形態］
次に、図４をもとにして本発明の第２実施形態を説明する。第１実施形態と同様、以下の図では、各部材を認識可能な大きさとするため、縮尺を適宜変更している。
同図に示すように、プロジェクタ１０１は、第１実施形態と同様、画像表示装置１０２と、投射レンズと、スクリーンとを主体として構成されている。図４では投射レンズ及びスクリーンの図示を省略している。
【００３３】
画像表示装置１０２は、光源装置１０４と、光変調装置１０５とを有している。光源装置１０４は、光源部１０６と、波長選択部１０７と、電磁石１０８及び電磁石１０９と、電気光学素子１１０とを有している。
【００３４】
光源部１０６は、４つの発光素子１０６ａ〜１０６ｄが支持部１０６ｅに支持された構成になっている。発光素子１０６ａ〜１０６ｄからは第１実施形態と同様のレーザ光が射出されるようになっている。このように本実施形態では発光素子１０６ａ〜１０６ｄが光源部の光の射出する位置となっている。支持部１０６ｅの位置は固定されている。
【００３５】
波長選択部１０７は、ベース盤１０７ａと、波長変換素子１１１と、共振器１１２とを主体として構成されている。
ベース盤１０７ａは、例えば鉄などの磁性材料からなる。電磁石１０８及び電磁石１０９の磁極を時系列的に変化させることで、当該電磁石１０８と電磁石１０９との間を移動するようになっている。本実施形態では、光源部１０６の位置が固定されており、波長選択部１０７の位置が変動するように設けられている。このように、光源部１０６のうち光の射出する位置と波長選択部１０７の位置とが相対的に変動するようになっている。
【００３６】
波長変換素子１１１は、第１実施形態と同様分極反転された領域と分極反転されない構成とが交互に配置されたストライプ状の構成を成している。波長変換素子１１１は、領域１１１ａ、領域１１１ｂ及び領域１１１ｃの３つの領域を有している。各領域ではストライプの幅（レーザ光の光軸方向の寸法）が異なっている。ここでは、領域１１１ａ、領域１１１ｃ、領域１１１ｂの順に幅が狭くなっている。共振器１１２は、波長変換素子１１１の領域１１１ａ〜領域１１１ｃにそれぞれ対応するように反射波長が異なる３つの共振器１１２ａ〜１１２ｃが配列されている。
【００３７】
本実施形態では、波長選択部１０７が電磁石１０８側にある状態（状態３）と、波長選択部１０７が電磁石１０９側にある状態（状態４）とで、発光部１０６から射出されるレーザ光の入射位置が異なる。状態３では、レーザ光は波長変換素子１１１の領域ａ及び領域ｂに入射して波長変換される。波長変換の後、外部共振器１１２ａ、外部共振器１１２ｂにそれぞれ入射してレーザ光が増幅される。この光は光学素子１１０に入射し、光学素子１１０から光変調装置１０５に照射される。
【００３８】
このように、本実施形態によれば、電磁石１０８及び電磁石１０９の磁極を時系列的に変化させることによって波長選択部１０７の位置を変動することとしたので、光源部１０６の位置（光の射出する位置）を固定することができる。これにより、レーザ光の光路を固定させることができ、光を安定して供給することができる。
【００３９】
［第３実施形態］
次に、図５〜図７をもとにして本発明の第３実施形態を説明する。第１実施形態と同様、以下の図では、各部材を認識可能な大きさとするため、縮尺を適宜変更している。プロジェクタ２０１は、第１実施形態と同様、画像表示装置２０２と、投射レンズと、スクリーンとを主体として構成されている。図５では、投射レンズとスクリーンの図示は省略した。本実施形態では、プリズムが上下に移動する点で第１実施形態とは異なっている。以下、この点を中心に説明する。
【００４０】
プリズム２０７は、制御部２０８によって発光素子２０６の光射出方向に上下に移動するようになっている。図５に実線で示した状態（状態５）と、図５に一点鎖線で示した状態（状態６）との、２つの状態をとるようになっている。
【００４１】
状態５では、発光素子２０６から射出されたレーザ光がプリズム２０７の反射面２０７ａによって反射され、波長変換素子２１０の領域Ａ及び領域Ｃに入射する。領域Ａ及び領域Ｃに入射したレーザ光は波長変換された後、外部共振器２１１に入射する。状態６では、発光素子２０６から射出されたレーザ光がプリズム２０７の反射面２０７ａによって反射され、波長変換素子２１０の領域Ｂ及び領域Ｄに入射する。領域Ｂ及び領域Ｄに入射したレーザ光は波長変換された後、外部共振器２１１に入射する。
【００４２】
この外部共振器２１１は、図６に示すように、例えば体積型ホログラムグレーティングで形成された波長選択型ミラーである。波長変換素子２１０の領域Ａ〜領域Ｄから射出される各レーザ光の光路上に配列されている。第１実施形態と同様に、図中手前側に２つ、図中奥側に２つ配列されている。この共振器２１１の特性を図７に示した。図７は、発光素子２０６から発光されるレーザ光の発信波長と、共振器２１１の共振波長との関係を示している。同図によれば、領域Ａ〜領域Ｄの共振波長は、領域Ｃ、領域Ｂ、領域Ａ、領域Ｄの順に大きくなっていることがわかる。
【００４３】
本実施形態によれば、プリズム２０７を発光素子２０６の光射出方向に上下に移動することとしたので、プリズム２０７を回転する場合に比べて移動の制御を容易に行うことができる。本実施形態では、レーザ光の発信周波数と状態５及び状態６の移動周期とを同期させるように制御しても構わない。
図７は光源２０６の発光特性を示す図である。横軸は発光周波数、縦軸は発光強度を示す。図からわかるとおり、ＡからＤの範囲において強い発光強度を示していることがわかり、この範囲の周波数であれば、共振周波数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに設定した異なった周波数でレーザ発光させることが可能である。例えばＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの発振周波数は、外部共振器のグレーティングピッチや、バンドパスフィルタの傾斜角度により変更することができる。なお、この発光特性については、本実施形態に限られるものではない。
【００４４】
［第４実施形態］
次に、第４実施形態について説明する。本実施形態では、上述の各実施形態で説明した光源装置を応用した照明装置の一例について説明する。
図８は、本実施形態に係る照明装置３００を示す概略構成図である。図８に示すように、照明装置３００は、上述の各実施形態で説明した光源装置３０４を備えている。この光源装置３０４は、光源部３０６と、波長変換素子３０７と、外部共振器３０９と、拡散板３１０と、図示しない変動機構とを備えている。
【００４５】
以上のように構成された照明装置３００によれば、シンチレーションの発生を軽減することが可能な光源装置３０４を備えているので、照明装置３００自体もシンチレーションの発生が軽減されるものとなる。
【００４６】
［第５実施形態］
次に、第５実施形態について説明する。本実施形態では、上述の各実施形態で説明した光源装置を搭載したモニタ装置の一例について説明する。
図９は、本実施形態に係るモニタ装置４００を示す概略構成図である。
同図に示すように、モニタ装置４００は、装置本体４１０と、光伝送部４２０とを主体として構成されている。
【００４７】
装置本体４１０には、上述の各実施形態で説明した光源装置と同一構成の光源装置４０４と、カメラ４１１（センサ部）とが設けられている。光伝送部４２０には、多数本の光ファイバを束ねたライトガイド４２１、４２２と、拡散板４２３と、集光レンズ４２４とが設けられている。
【００４８】
ライトガイド４２１は、光源装置４０４と拡散板４２３との間に設けられており、光源装置４０４からの光を拡散板４２３に伝送可能となっている。
ライトガイド４２２は、カメラ４１１と集光レンズ４２４との間に設けられており、集光レンズ４２４からの光をカメラ４１１に伝送可能となっている。
【００４９】
拡散板４２３は、光伝送部４２０の先端部分のうちライトガイド４２１側に設けられており、光源装置４０４からのレーザ光を拡散して外部に射出するようになっている。
集光レンズ４２４は、光伝送部４２０の先端部分のうちライトガイド４２２側に設けられており、外部からの光をライトガイド４２２内に集光するようになっている。
【００５０】
次に、外部の被写体を撮像する場合を例に挙げて、モニタ装置４００の動作を説明する。
光伝送部４２０の先端部分を被写体に向けた状態で光源装置４０４を起動する。光源装置４０４から射出されたレーザ光は、ライトガイド４２１を介して拡散板４２３に伝送され、拡散板４２３により拡散されて外部に照射される。外部に照射されたレーザ光は被写体によって反射され、反射光が集光レンズ４２４に入射する。このレーザ光は集光レンズ４２４によって集光され、ライトガイド４２２を介してカメラ４１１に伝送される。このレーザ光がカメラ４１１によって撮像されることになる。
【００５１】
このように、本実施形態によれば、干渉の位置を時間的にずらすことのできる光源装置４０４を備えているので、シンチレーションの発生を低減することが可能なモニタ装置４００を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプロジェクタの全体構成を示す図。
【図２】波長選択素子の構成を示す図。
【図３】波長選択素子の構成を示す図。
【図４】本発明の第２実施形態に係るプロジェクタの一部の構成を示す図。
【図５】本発明の第３実施形態に係るプロジェクタの一部の構成を示す図。
【図６】共振器の構成を示す図。
【図７】光源の発光特性を示すグラフ。
【図８】本発明の第４実施形態に係る照明装置の構成を示す図。
【図９】本発明の第５実施形態に係るモニタ装置の構成を示す図。
【符号の説明】
【００５３】
１…プロジェクタ ２…画像表示装置 ３…投射レンズ ４…光源装置 ５…光変調装置 ６…発光素子 ６ａ…支持部 ７…プリズム ７ａ…反射面 ８…制御部 ９…光源部 １０…波長変換素子 １１…波長選択素子 １２…波長選択部 １３…赤外線反射ミラー １４…電気光学素子 １０７…波長選択部 １０７ａ…ベース盤 １０８、１０９…電磁石 １１２…共振器 ３００…照明装置 ４００…モニタ装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置、照明装置、モニタ装置、画像表示装置及びプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
投射型画像表示装置では、光源として超高圧水銀ランプなどの放電ランプが用いられるのが一般的である。しかし、このような放電ランプは、寿命が比較的短い、瞬時点灯が難しい、色再現性範囲が狭い、ランプから放射された紫外線が液晶ライトバルブを劣化させてしまうことがある等の課題がある。そこで、このような放電ランプの代わりに、レーザ光源を用いた投射型画像表示装置が提案されている。
【０００３】
レーザ光源は、上記の課題を持たない反面、干渉性を有するという欠点を持っている。所定の位置に干渉光を含んだ光が光源装置から照射されると、当該光源装置を用いたプロジェクタにおいては、表示画像に干渉縞が形成されてしまう。観察者がこの画像を観察するとき、この干渉縞をシンチレーションとして認識することになる。このため、高精細な画像を表示させるためには、スペックルノイズの対策が必要となる。
【０００４】
スペックルノイズの対策方法として、光源の温度を制御する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載の画像表示装置は、アレイ光源の一つ一つの半導体レーザが、異なる温度に維持されており、各半導体レーザが、この温度の違いに応じて異なる波長の光束を射出している。このように、出力波長を異ならせることにより、半導体レーザ同士のコヒレンスが低減し、出力光全体としてスペックルノイズが低減する。
【特許文献１】特開２００３−３１８７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の手法では、コヒレント長に匹敵する光路長の差異を設ける必要があるため、小型化が困難であるという問題がある。光源装置のみならず、当該光源装置を搭載する照明装置、モニタ装置、画像表示装置及びプロジェクタについても同様の問題がある。
【０００６】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、シンチレーションの発生を軽減することが可能であり小型化が可能な光源装置、照明装置、モニタ装置、画像表示装置及びプロジェクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る光源装置は、レーザ光を射出する光源部と、前記光源部からの前記レーザ光のうち第１波長成分を選択し当該第１波長成分が共振するように前記光源部に向けて反射する第１波長選択部と、前記光源部からの前記レーザ光のうち前記第１波長成分とは異なる第２波長成分を選択し当該第２波長成分が共振するように前記光源部に向けて反射する第２波長選択部と、前記光源部からの前記レーザ光が前記第１波長選択部と前記第２波長選択部とのそれぞれに入射可能となるように、前記光源部から光が射出する位置と、前記第１波長選択部及び前記第２波長選択部の位置とを相対的に変動させる位置変動手段とを具備することを特徴とする。
本発明によれば、光源部からのレーザ光のうち第１波長成分を選択し当該第１波長成分が共振するように光源部に向けて反射する第１波長選択部と、光源部からのレーザ光のうち第１波長成分とは異なる第２波長成分を選択し当該第２波長成分が共振するように光源部に向けて反射する第２波長選択部と、光源部からのレーザ光が第１波長選択部と第２波長選択部とのそれぞれに入射可能となるように、光源部から光が射出される位置と、第１波長選択部及び第２波長選択部の位置とを相対的に変動させる位置変動手段とを具備するので、第１波長選択部及び第２波長選択部という異なる位置から第１波長成分及び第２波長成分という異なる波長の光を射出することができる。この結果、干渉の位置が時間的にずれることになり、干渉がレーザ光の全体に亘って平準化されることになる。加えて、第１波長成分と第２波長成分という異なる波長の光を時系列的に異なるように射出することができる。この結果、やはり干渉の位置が時間的にずれることになり、干渉がレーザ光の全体に亘って平準化されることになる。このように、シンチレーションの発生を相乗的に軽減することが可能な光源装置を得ることができる。
【０００８】
上記の光源装置は、前記位置変動手段が、前記光が射出する位置を変動させることを特徴とする。
本発明によれば、位置変動手段が光が射出する位置を変動させることとしたので、第１波長選択部及び第２波長選択部の位置を固定することができる。これにより、第１波長選択部及び第２波長選択部の位置を変動させるのに比べて設計・制御が容易となる。
【０００９】
上記の光源装置は、前記位置変動手段が、前記第１波長選択部及び前記第２波長選択部の位置を変動させることを特徴とする。
本発明によれば、位置変動手段が第１波長選択部及び第２波長選択部の位置を変動させることとしたので、光が射出する位置を固定することができる。これにより、レーザ光の光路を固定させることができ、光を安定して供給することができる。
【００１０】
上記の光源装置は、前記第１波長選択部が、前記レーザ光のうち前記第１波長成分に変換する第１波長変換素子を有しており、前記第２波長選択部が、前記レーザ光のうち前記第２波長成分に変換する第２波長変換素子を有していることを特徴とする。
本発明によれば、第１波長選択部がレーザ光のうち第１波長成分に変換する第１波長変換素子を有しており、第２波長選択部がレーザ光のうち第２波長成分に変換する第２波長変換素子を有しているので、当該第１波長変換素子及び第２波長変換素子によって所望の波長の光成分（第１波長成分、第２波長成分）を得ることができる。
【００１１】
上記の光源装置は、前記レーザ光の射出のタイミングと前記位置変動手段による位置の変動のタイミングを制御する制御部を更に具備し、前記制御部が、前記レーザ光の射出のタイミングと前記位置の変動のタイミングとを同期させるように制御することを特徴とする。
本発明によれば、レーザ光の射出のタイミングと位置変動手段による位置の変動のタイミングを制御する制御部によって、レーザ光の射出のタイミングと位置の変動のタイミングとを同期させるように制御することとしたので、レーザ光を無駄なく利用することができる。
【００１２】
本発明に係る照明装置は、上記の光源装置を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、干渉の位置を時間的にずらすことのできる上記の光源装置を備えているので、シンチレーションの発生を低減することが可能な照明装置を得ることができる。
【００１３】
本発明に係るモニタ装置は、上記の光源装置と、前記光源装置から射出された光を伝送する光伝送部と、前記光伝送部によって伝送された光によって対象物をセンシングするセンサ部とを具備することを特徴とする。
本発明によれば、干渉の位置を時間的にずらすことのできる上記の光源装置を備えているので、シンチレーションの発生を低減することが可能なモニタ装置を得ることができる。
【００１４】
本発明に係る画像表示装置は、上記の光源装置と、前記光源装置から射出される光を変調する光変調手段とを具備することを特徴とする。
本発明によれば、干渉の位置を時間的にずらすことのできる上記の光源装置と、この光源装置から射出される光を変調する光変調手段とを具備することとしたので、当該画造形性装置によって形成される画像においては干渉縞が平準化されることとなる。観察者はこのように標準化された画像を観察することとなるため、観察者が感じるシンチレーションは軽減されることになる。
【００１５】
本発明に係るプロジェクタは、上記の光源装置と、前記光源装置から射出される光を変調する光変調手段と、前記光変調手段によって変調された光を投射する投射レンズとを具備することを特徴とする。
本発明によれば、干渉の位置を時間的にずらすことのできる光源装置と、この光源装置から射出される光を変調する光変調手段と、この光変調手段によって変調された光を投射する投射レンズとを具備することとしたので、投射された画像においては干渉縞が平準化されることになる。観察者はこのように標準化された画像を観察することとなるため、観察者が感じるシンチレーションは軽減されることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態を図面に基づき説明する。
図１は、本実施形態に係るプロジェクタ１の模式的な構成を示す図である。
同図に示すように、プロジェクタ１は、画像表示装置２と、投射レンズ３と、スクリーンＳとを主体として構成されている。
【００１７】
画像表示装置２は、光源装置４と、光変調装置５とを有している。
光源装置４は、発光素子６、プリズム７、制御部８を有する光源部９と、波長変換素子１０、波長選択素子１１を有する波長選択部１２と、赤外線反射ミラー１３と、電気光学素子１４とを有している。
【００１８】
発光素子６は、レーザ光を発する複数例えば２つの半導体レーザ（ＬＤ）からなる。図１では、紙面の奥行き方向に重なるように配置されており、２つの半導体レーザが並ぶように配列されている。発光素子６は、支持部６ａに固定されている。発光素子６から射出される光の発光波長は概ね一致している。完全に一致している必要は無く、多少のばらつきが合っても構わない。
【００１９】
プリズム７は、レーザ光の射出方向上に配置されており、レーザ光を反射可能な反射面７ａを有している。プリズム７は、発光素子６からのレーザ光を反射面７ａによって当該発光素子６の配列方向に直交する方向に反射する。このプリズム７は、例えば図１の点Ｐを中心軸として、反射面７ａが反射方向を向くように回動可能に設けられている。例えば図１に示す状態（状態１）でレーザ光を反射した場合、レーザ光は光路α（紙面手前側）及び光路γ（紙面奥側）に沿って進行することになる。この状態から反射面７ａを図中反時計回りに所定の角度だけ回動させた状態（状態２）にすると、レーザ光は光路β（紙面手前側）及び光路δ（紙面奥側）に沿って進行することになる。このように、光源部９においては、プリズム７を回動させることによって、レーザ光の射出される位置が波長選択部１２に対して相対的に変動するようになっている。この回動角度を切り替えることにより、光源部９からは光路αのレーザ光と光路βのレーザ光が射出されるようになっている。制御部８は、発光素子６の発光のタイミングと、プリズム７の回動角度及びタイミングとを時間的に制御する。
【００２０】
波長変換素子１０は、入射光をほぼ半分の波長に変換する非線形光学素子である。波長変換素子１０による波長変換効率は非線形の特性を有している。例えば、波長変換素子１０に入射するレーザ光の強度が強いほど、変換効率が向上する。波長変換素子１０の変換効率は４０〜５０％程度である。
【００２１】
波長変換素子１０は、レーザ光の光軸方向に沿って分極反転された領域（図中斜線で示す領域）と分極反転されて無い領域とが交互に並んだストライプ状の構成になっている。このようなストライプ状の構成が、発光素子６の半導体レーザごとに図中上下方向（レーザの光軸方向に垂直な方向）に２つずつ、合計で４つ設けられている。図１には上下方向に１つずつの波長変換素子１０のみが示されているが、発光素子６の半導体レーザと同様、紙面の奥行き方向（半導体レーザの配列方向）に配置されている。図中紙面手前側の下側を領域Ａ、図中紙面手前側の上側を領域Ｂ、図中紙面奥側の下側を領域Ｃ、図中紙面奥側の上側を領域Ｄとする。領域Ａ及び領域Ｃは、上記のプリズム７を状態１にした場合にレーザ光が入射する位置に配置されている。領域Ｂ及び領域Ｄは、上記のプリズム７を状態２にした場合にレーザ光が入射する位置に配置されている。電極パターンの幅及び電極パターン同士の間隔は、例えば領域Ａ＞領域Ｂ＞領域Ｃ＞領域Ｄとなるように形成されている。この波長変換素子１０は、領域ごとに異なった分極が互いに反転したドメインの繰り返し構造（分極周期構造）を有している。この分極周期構造内を光が透過することにより、ピーク波長の光に含まれる様々な波長成分のうち互いに異なる波長の成分が変換作用を受ける。この作用により、入射した光の波長を変換するようになっている。
【００２２】
波長選択素子１１は、図２に示すように、波長変換素子１０の領域Ａ〜領域Ｄのそれぞれに対して光軸方向上に平面視で重なる位置に１つずつ配置されている（１１ａ〜１１ｄ）。この波長選択素子１１は、図２に示すように、光軸方向に垂直な平面に対して所定の角度だけ傾くように配置されている。この所定の角度については、波長選択素子１１ａ〜１１ｄのそれぞれにおいて異なっている。各波長選択素子１１ａ〜１１ｄは、図３（ａ）又は図３（ｂ）に示すように、複数の屈折率の異なる層が積層された構成になっている。各層の層厚については、波長選択素子１１ａ〜１１ｄで同一になっている。図３（ａ）に示すように、波長選択素子１１の傾きがない場合、レーザ光の進行方向における波長選択素子１１の距離がＷ１となる。図３（ｂ）に示すように、波長選択素子１１が傾いている場合、レーザ光の進行方向における波長選択素子１１の距離がＷ２となる。ここでは、傾いている分図３（ｂ）に示す場合の方が波長選択素子１１の距離が大きくなる（Ｗ２＞Ｗ１）。この傾きを調節することにより、それぞれ異なる波長成分の光を選択して反射することが可能になっている。波長選択素子１１は、選択した波長以外の波長成分を透過するようになっている。波長選択素子１１としては、例えば、周期格子を有するホログラムのような光学素子を用いることができる。
【００２３】
光学素子１４は、例えば計算機合成ホログラム（Computer Generated Hologram：ＣＧＨ）からなり、レーザ光の光路上に設けられている。計算機合成ホログラムは、計算機で計算して人工的に作成した干渉縞がホログラム原板に形成された構成になっている。計算機合成ホログラムは、回折格子の分割領域の自由な設定が可能であり、収差の問題が生じないので好適に用いられる。計算機合成ホログラムからなる電気光学素子１４は、照明領域設定機能及び拡散光生成機能（照度均一化機能）を有している。
【００２４】
画像表示装置２を構成する光変調装置５は、所定の画像信号に基づいて光源装置４からのレーザ光を変調する素子であり、例えばＴＦＴアクティブマトリクス型液晶装置などからなる。
【００２５】
プロジェクタ１を構成する投射レンズ３は、画像表示装置２から射出された画像光をスクリーンＳに投射する。
【００２６】
次に、上記のように構成されたプロジェクタ１の動作を説明する。
制御部８によって、発光素子６からのレーザ光の発光タイミングとプリズム７の回動のタイミング（状態１と状態２との切替のタイミング）とが同期するように制御する。このときの周波数は、それぞれ６０Ｈｚ程度であることが好ましい。また、制御部８によって状態１と状態２とが交互に繰り返されるように制御する。状態１では、発光素子６から射出されたレーザ光は、このプリズム７によって光路α、光路γを進行するように反射される。状態２では、レーザ光は光路β、光路δを進行するように反射される。
【００２７】
光路αを進行するレーザ光は領域Ａによって波長λ１の光（第１波長成分）に変換される。光路βを進行するレーザ光は領域Ｂによって波長λ２の光（第２波長成分）に変換される。光路γを進行するレーザ光は領域Ｃによって波長λ３の光（第１波長成分）に変換される。光路δを進行するレーザ光は領域Ｄによって波長λ４の光（第２波長成分）に変換される。
【００２８】
その後、光路α〜光路δを進行する各レーザ光は、波長選択素子１１で選択された波長の光線が発光素子６と波長選択ミラー１３の間で反射を繰り返し、増幅され、波長変換素子１０で波長変換された後、レーザ光Ｌ１〜レーザ光Ｌ４として波長選択ミラー１３から射出される。射出されたレーザ光Ｌ１〜Ｌ４は、光学素子１４に入射する。経路Ａの場合と経路Ｂの場合とで異なる位置に入射する。レーザ光は、この光学素子１４の拡散光生成機能によって拡散され均一な照度分布となる。均一な照度分布となったレーザ光は、光学素子１４の照明領域設定機能によって所定の領域に設定される。光学素子１４においては、画像表示装置２から射出される光が投射レンズ３の呑み込み角の範囲内となるように、照明領域が設定される。光源装置４からは、光学素子１４によって設定された照明領域でレーザ光Ｌが射出される。
【００２９】
光源装置４から射出されたレーザ光Ｌは、光変調装置５に入射し、所定の画像光に変調される。画像表示装置２からは、このように変調された画像光が射出される。画像表示装置２から射出された画像光は、投射レンズ３に入射する。入射した画像光は、スクリーンＳに投射される。このように、プロジェクタ１による画像表示が行われる。
【００３０】
このように、本実施形態によれば、各波長選択素子１１ａ〜１１ｄという異なる波長選択されたレーザ光に対し波長λ１〜波長λ４という異なる波長のレーザ光を射出することができる。この結果、干渉の位置が時間的にずれることになり、干渉が投影光の全体に亘って平準化されることになる。加えて、状態１と状態２とが交互に繰り返されるようにレーザ光を射出することができる。この結果、やはり干渉の位置が時間的にずれることになり、干渉がレーザ光の全体に亘って平準化されることになる。このように、シンチレーションの発生を相乗的に軽減することが可能な光源装置４を得ることができる。切り替え周波数はおよそ６０Ｈｚ以上とすれば、観察者の視覚特性を考慮して、干渉位置の移動状態が確認し難くなり、シンチレーションを感じることを軽減できる。
【００３１】
また、本実施形態では、干渉の位置を時間的にずらすことのできる上記の光源装置４を具備することとしたので、画像表示装置２、プロジェクタ１によって形成される画像においては干渉縞が平準化されることとなる。観察者はこのように標準化された画像を観察することとなるため、観察者が感じるシンチレーションは軽減されることになる。
【００３２】
［第２実施形態］
次に、図４をもとにして本発明の第２実施形態を説明する。第１実施形態と同様、以下の図では、各部材を認識可能な大きさとするため、縮尺を適宜変更している。
同図に示すように、プロジェクタ１０１は、第１実施形態と同様、画像表示装置１０２と、投射レンズと、スクリーンとを主体として構成されている。図４では投射レンズ及びスクリーンの図示を省略している。
【００３３】
画像表示装置１０２は、光源装置１０４と、光変調装置１０５とを有している。光源装置１０４は、光源部１０６と、波長選択部１０７と、電磁石１０８及び電磁石１０９と、電気光学素子１１０とを有している。
【００３４】
光源部１０６は、４つの発光素子１０６ａ〜１０６ｄが支持部１０６ｅに支持された構成になっている。発光素子１０６ａ〜１０６ｄからは第１実施形態と同様のレーザ光が射出されるようになっている。このように本実施形態では発光素子１０６ａ〜１０６ｄが光源部の光の射出する位置となっている。支持部１０６ｅの位置は固定されている。
【００３５】
波長選択部１０７は、ベース盤１０７ａと、波長変換素子１１１と、共振器１１２とを主体として構成されている。
ベース盤１０７ａは、例えば鉄などの磁性材料からなる。電磁石１０８及び電磁石１０９の磁極を時系列的に変化させることで、当該電磁石１０８と電磁石１０９との間を移動するようになっている。本実施形態では、光源部１０６の位置が固定されており、波長選択部１０７の位置が変動するように設けられている。このように、光源部１０６のうち光の射出する位置と波長選択部１０７の位置とが相対的に変動するようになっている。
【００３６】
波長変換素子１１１は、第１実施形態と同様分極反転された領域と分極反転されない構成とが交互に配置されたストライプ状の構成を成している。波長変換素子１１１は、領域１１１ａ、領域１１１ｂ及び領域１１１ｃの３つの領域を有している。各領域ではストライプの幅（レーザ光の光軸方向の寸法）が異なっている。ここでは、領域１１１ａ、領域１１１ｃ、領域１１１ｂの順に幅が狭くなっている。共振器１１２は、波長変換素子１１１の領域１１１ａ〜領域１１１ｃにそれぞれ対応するように反射波長が異なる３つの共振器１１２ａ〜１１２ｃが配列されている。
【００３７】
本実施形態では、波長選択部１０７が電磁石１０８側にある状態（状態３）と、波長選択部１０７が電磁石１０９側にある状態（状態４）とで、発光部１０６から射出されるレーザ光の入射位置が異なる。状態３では、レーザ光は波長変換素子１１１の領域ａ及び領域ｂに入射して波長変換される。波長変換の後、外部共振器１１２ａ、外部共振器１１２ｂにそれぞれ入射してレーザ光が増幅される。この光は光学素子１１０に入射し、光学素子１１０から光変調装置１０５に照射される。
【００３８】
このように、本実施形態によれば、電磁石１０８及び電磁石１０９の磁極を時系列的に変化させることによって波長選択部１０７の位置を変動することとしたので、光源部１０６の位置（光の射出する位置）を固定することができる。これにより、レーザ光の光路を固定させることができ、光を安定して供給することができる。
【００３９】
［第３実施形態］
次に、図５〜図７をもとにして本発明の第３実施形態を説明する。第１実施形態と同様、以下の図では、各部材を認識可能な大きさとするため、縮尺を適宜変更している。プロジェクタ２０１は、第１実施形態と同様、画像表示装置２０２と、投射レンズと、スクリーンとを主体として構成されている。図５では、投射レンズとスクリーンの図示は省略した。本実施形態では、プリズムが上下に移動する点で第１実施形態とは異なっている。以下、この点を中心に説明する。
【００４０】
プリズム２０７は、制御部２０８によって発光素子２０６の光射出方向に上下に移動するようになっている。図５に実線で示した状態（状態５）と、図５に一点鎖線で示した状態（状態６）との、２つの状態をとるようになっている。
【００４１】
状態５では、発光素子２０６から射出されたレーザ光がプリズム２０７の反射面２０７ａによって反射され、波長変換素子２１０の領域Ａ及び領域Ｃに入射する。領域Ａ及び領域Ｃに入射したレーザ光は波長変換された後、外部共振器２１１に入射する。状態６では、発光素子２０６から射出されたレーザ光がプリズム２０７の反射面２０７ａによって反射され、波長変換素子２１０の領域Ｂ及び領域Ｄに入射する。領域Ｂ及び領域Ｄに入射したレーザ光は波長変換された後、外部共振器２１１に入射する。
【００４２】
この外部共振器２１１は、図６に示すように、例えば体積型ホログラムグレーティングで形成された波長選択型ミラーである。波長変換素子２１０の領域Ａ〜領域Ｄから射出される各レーザ光の光路上に配列されている。第１実施形態と同様に、図中手前側に２つ、図中奥側に２つ配列されている。この共振器２１１の特性を図７に示した。図７は、発光素子２０６から発光されるレーザ光の発信波長と、共振器２１１の共振波長との関係を示している。同図によれば、領域Ａ〜領域Ｄの共振波長は、領域Ｃ、領域Ｂ、領域Ａ、領域Ｄの順に大きくなっていることがわかる。
【００４３】
本実施形態によれば、プリズム２０７を発光素子２０６の光射出方向に上下に移動することとしたので、プリズム２０７を回転する場合に比べて移動の制御を容易に行うことができる。本実施形態では、レーザ光の発信周波数と状態５及び状態６の移動周期とを同期させるように制御しても構わない。
図７は光源２０６の発光特性を示す図である。横軸は発光周波数、縦軸は発光強度を示す。図からわかるとおり、ＡからＤの範囲において強い発光強度を示していることがわかり、この範囲の周波数であれば、共振周波数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに設定した異なった周波数でレーザ発光させることが可能である。例えばＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの発振周波数は、外部共振器のグレーティングピッチや、バンドパスフィルタの傾斜角度により変更することができる。なお、この発光特性については、本実施形態に限られるものではない。
【００４４】
［第４実施形態］
次に、第４実施形態について説明する。本実施形態では、上述の各実施形態で説明した光源装置を応用した照明装置の一例について説明する。
図８は、本実施形態に係る照明装置３００を示す概略構成図である。図８に示すように、照明装置３００は、上述の各実施形態で説明した光源装置３０４を備えている。この光源装置３０４は、光源部３０６と、波長変換素子３０７と、外部共振器３０９と、拡散板３１０と、図示しない変動機構とを備えている。
【００４５】
以上のように構成された照明装置３００によれば、シンチレーションの発生を軽減することが可能な光源装置３０４を備えているので、照明装置３００自体もシンチレーションの発生が軽減されるものとなる。
【００４６】
［第５実施形態］
次に、第５実施形態について説明する。本実施形態では、上述の各実施形態で説明した光源装置を搭載したモニタ装置の一例について説明する。
図９は、本実施形態に係るモニタ装置４００を示す概略構成図である。
同図に示すように、モニタ装置４００は、装置本体４１０と、光伝送部４２０とを主体として構成されている。
【００４７】
装置本体４１０には、上述の各実施形態で説明した光源装置と同一構成の光源装置４０４と、カメラ４１１（センサ部）とが設けられている。光伝送部４２０には、多数本の光ファイバを束ねたライトガイド４２１、４２２と、拡散板４２３と、集光レンズ４２４とが設けられている。
【００４８】
ライトガイド４２１は、光源装置４０４と拡散板４２３との間に設けられており、光源装置４０４からの光を拡散板４２３に伝送可能となっている。
ライトガイド４２２は、カメラ４１１と集光レンズ４２４との間に設けられており、集光レンズ４２４からの光をカメラ４１１に伝送可能となっている。
【００４９】
拡散板４２３は、光伝送部４２０の先端部分のうちライトガイド４２１側に設けられており、光源装置４０４からのレーザ光を拡散して外部に射出するようになっている。
集光レンズ４２４は、光伝送部４２０の先端部分のうちライトガイド４２２側に設けられており、外部からの光をライトガイド４２２内に集光するようになっている。
【００５０】
次に、外部の被写体を撮像する場合を例に挙げて、モニタ装置４００の動作を説明する。
光伝送部４２０の先端部分を被写体に向けた状態で光源装置４０４を起動する。光源装置４０４から射出されたレーザ光は、ライトガイド４２１を介して拡散板４２３に伝送され、拡散板４２３により拡散されて外部に照射される。外部に照射されたレーザ光は被写体によって反射され、反射光が集光レンズ４２４に入射する。このレーザ光は集光レンズ４２４によって集光され、ライトガイド４２２を介してカメラ４１１に伝送される。このレーザ光がカメラ４１１によって撮像されることになる。
【００５１】
このように、本実施形態によれば、干渉の位置を時間的にずらすことのできる光源装置４０４を備えているので、シンチレーションの発生を低減することが可能なモニタ装置４００を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプロジェクタの全体構成を示す図。
【図２】波長選択素子の構成を示す図。
【図３】波長選択素子の構成を示す図。
【図４】本発明の第２実施形態に係るプロジェクタの一部の構成を示す図。
【図５】本発明の第３実施形態に係るプロジェクタの一部の構成を示す図。
【図６】共振器の構成を示す図。
【図７】光源の発光特性を示すグラフ。
【図８】本発明の第４実施形態に係る照明装置の構成を示す図。
【図９】本発明の第５実施形態に係るモニタ装置の構成を示す図。
【符号の説明】
【００５３】
１…プロジェクタ ２…画像表示装置 ３…投射レンズ ４…光源装置 ５…光変調装置 ６…発光素子 ６ａ…支持部 ７…プリズム ７ａ…反射面 ８…制御部 ９…光源部 １０…波長変換素子 １１…波長選択素子 １２…波長選択部 １３…赤外線反射ミラー １４…電気光学素子 １０７…波長選択部 １０７ａ…ベース盤 １０８、１０９…電磁石 １１２…共振器 ３００…照明装置 ４００…モニタ装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を射出する光源部と、
前記光源部からの前記レーザ光のうち第１波長成分を選択し当該第１波長成分が共振するように前記光源部に向けて反射する第１波長選択部と、
前記光源部からの前記レーザ光のうち前記第１波長成分とは異なる第２波長成分を選択し当該第２波長成分が共振するように前記光源部に向けて反射する第２波長選択部と、
前記光源部からの前記レーザ光が前記第１波長選択部と前記第２波長選択部とのそれぞれに入射可能となるように、前記光源部から光が射出する位置と、前記第１波長選択部及び前記第２波長選択部の位置とを相対的に変動させる位置変動手段と
を具備することを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記位置変動手段が、前記光が射出する位置を変動させる
ことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記位置変動手段が、前記第１波長選択部及び前記第２波長選択部の位置を変動させる
ことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項４】
前記第１波長選択部が、前記レーザ光のうち前記第１波長成分に変換する第１波長変換素子を有しており、
前記第２波長選択部が、前記レーザ光のうち前記第２波長成分に変換する第２波長変換素子を有している
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項５】
前記レーザ光の射出のタイミングと前記位置変動手段による位置の変動のタイミングを制御する制御部を更に具備し、
前記制御部が、前記レーザ光の射出のタイミングと前記位置の変動のタイミングとを同期させるように制御する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のうちいずれか一項に記載の光源装置を備えたことを特徴とする照明装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項５のうちいずれか一項に記載の光源装置と、
前記光源装置から射出された光を伝送する光伝送部と、
前記光伝送部によって伝送された光によって対象物をセンシングするセンサ部と
を具備することを特徴とするモニタ装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項５のうちいずれか一項に記載の光源装置と、
前記光源装置から射出される光を変調する光変調手段と
を具備することを特徴とする画像表示装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項５のうちいずれか一項に記載の光源装置と、
前記光源装置から射出される光を変調する光変調手段と、
前記光変調手段によって変調された光を投射する投射レンズと
を具備することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１】
レーザ光を射出する光源部と、
前記光源部からの前記レーザ光のうち第１波長成分を選択し当該第１波長成分が共振するように前記光源部に向けて反射する第１波長選択部と、
前記光源部からの前記レーザ光のうち前記第１波長成分とは異なる第２波長成分を選択し当該第２波長成分が共振するように前記光源部に向けて反射する第２波長選択部と、
前記光源部からの前記レーザ光が前記第１波長選択部と前記第２波長選択部とのそれぞれに入射可能となるように、前記光源部から光が射出する位置と、前記第１波長選択部及び前記第２波長選択部の位置とを相対的に変動させる位置変動手段と
を具備することを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記位置変動手段が、前記光が射出する位置を変動させる
ことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記位置変動手段が、前記第１波長選択部及び前記第２波長選択部の位置を変動させる
ことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項４】
前記第１波長選択部が、前記レーザ光のうち前記第１波長成分に変換する第１波長変換素子を有しており、
前記第２波長選択部が、前記レーザ光のうち前記第２波長成分に変換する第２波長変換素子を有している
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項５】
前記レーザ光の射出のタイミングと前記位置変動手段による位置の変動のタイミングを制御する制御部を更に具備し、
前記制御部が、前記レーザ光の射出のタイミングと前記位置の変動のタイミングとを同期させるように制御する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のうちいずれか一項に記載の光源装置を備えたことを特徴とする照明装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項５のうちいずれか一項に記載の光源装置と、
前記光源装置から射出された光を伝送する光伝送部と、
前記光伝送部によって伝送された光によって対象物をセンシングするセンサ部と
を具備することを特徴とするモニタ装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項５のうちいずれか一項に記載の光源装置と、
前記光源装置から射出される光を変調する光変調手段と
を具備することを特徴とする画像表示装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項５のうちいずれか一項に記載の光源装置と、
前記光源装置から射出される光を変調する光変調手段と、
前記光変調手段によって変調された光を投射する投射レンズと
を具備することを特徴とするプロジェクタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−１７５８６８（Ｐ２００８−１７５８６８Ａ）
【公開日】平成２０年７月３１日（２００８．７．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−６８６９（Ｐ２００７−６８６９）
【出願日】平成１９年１月１６日（２００７．１．１６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月３１日（２００８．７．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月１６日（２００７．１．１６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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