JP2008180760A - 光源装置、照明装置、モニタ装置、及び画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザ光源の略全てを波長変換でき高効率の光源を提供する。さらに、シンチレーションの低減に寄与する光源装置、照明装置、モニタ装置、及び画像表示装置を提供する。
【解決手段】光源装置は、レーザ光源１０と、波長変換素子１２と、レーザ光源１０から射出され波長変換素子１２で変換される高調波レーザ光２０の光路上に配設され、基本波レーザ光１８ａ，１８ｂを選択して波長変換素子１２に折り返し、高調波レーザ光２０，２２を透過させる波長選択素子１４，１６と、を含み、基本波レーザ光１８ａ，１８ｂの光路は、往路と復路とを含み、往路は、レーザ光源１０から射出され波長変換素子１２を介して波長選択素子１４，１６に入射する光路に位置し、復路は、波長選択素子１４，１６を射出し、波長変換素子１２に入射する光路に位置し、波長変換素子１２内で往路と復路とは異なる領域を通過する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光源装置、照明装置、モニタ装置、及び画像表示装置に関するものである。

従来、プロジェクタ用照明光源としてＵＨＰが用いられているが、色再現性範囲の制約、瞬時点灯、寿命等について課題がある。そこで、半導体レーザをプロジェクタ用照明光源として使用することが提案されている。しかし、半導体レーザ光源から可視光の波長を直接取り出す場合、十分な光量を得られないことから、赤外光から１／２波長に変換する第２高調波発生装置（ＳＨＧ）が併用されている（例えば、特許文献１参照）。

特開昭５９−１２８５２５号公報

しかし、ＳＨＧの波長変換効率は小さいため、光源からの光の全てを波長変換するために、ＳＨＧで波長変換されなかった光を再度ＳＨＧに導く構成が必要である。従来の構成では光源からＳＨＧへ入射する光線と波長変換されず再度ＳＨＧに入射する光線を同一方向に導く構造が大きく、光源装置の構造が複雑となり、大型、かつ多くの光学部材を経ることから変換効率の低下を発生させる課題があった。

本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、その目的は、レーザ光源の略全てを波長変換でき高効率の光源を提供することにある。さらに、シンチレーションの低減に寄与する光源装置、照明装置、モニタ装置、及び画像表示装置を提供することにある。

（１）本発明に係る光源装置は、基本波レーザ光を射出するレーザ光源と、前記基本波レーザ光の少なくとも一部を高調波レーザ光に変換する波長変換素子と、前記レーザ光源から射出され前記波長変換素子で変換される前記高調波レーザ光の光路上に配設され、前記基本波レーザ光を選択して前記波長変換素子へ折り返し、前記高調波レーザ光を透過させる波長選択素子と、を含み、前記基本波レーザ光の光路は、往路と復路とを含み、前記往路は、前記レーザ光源から射出され前記波長変換素子を介して前記波長選択素子に入射する光路に位置し、前記復路は、前記波長選択素子を射出し、前記波長変換素子に入射する光路に位置し、前記波長変換素子内で前記往路と前記復路とは異なる領域を通過する。

本発明によれば、波長変換する構成において、波長選択素子が波長変換前の光線を折り返し、波長変換素子に連続的に透過させることで、波長変換を無駄なく行うことができ、レーザ光源の略全てを波長変換できる高効率の光源を実現できる。さらに、レーザ光源から射出し波長変換素子から射出された高調波レーザは波長変換素子を通過する回数が異なるものが含まれるため、波長変換素子から射出された複数の高調波レーザ光の光路長が異なったタイミングで射出されることで、コヒーレント長に乱れが生じシンチレーションの低減に寄与する光源装置を提供する。

（２）この光源装置において、前記基本波レーザ光は前記波長変換素子を複数回通過してもよい。

（３）この光源装置において、前記波長選択素子はプリズムであってもよい。

（４）この光源装置において、前記波長変換素子に形成される分極反転構造は、複数のピッチで構成されていてもよい。

（５）この光源装置において、前記波長変換素子を通過した前記基本波レーザ光の進行方向を変更する反射面を有する光路変換部を備え、前記反射面の角度が全反射角度であってもよい。

（６）この光源装置において、前記波長選択素子は、複数の光路を通って入射する前記高調波レーザ光を同一の角度で射出してもよい。

（７）本発明に係る照明装置は、上記１〜上記６の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拡散させる拡散部と、を有する。

本発明によれば、波長変換する構成において、波長選択素子が波長変換前の光線を折り返し、波長変換素子に連続的に通過させることで、波長変換を無駄なく行うことができ、レーザ光源の略全てを波長変換できる高効率の光源を実現できる。さらに、レーザ光源から射出し波長変換素子から射出される高調波レーザは波長変換素子を通過する回数が異なるものが含まれるため、波長変換素子から射出される複数の高調波レーザ光の光路長が異なったタイミングで射出されることで、コヒーレント長に乱れが生じシンチレーションの低減に寄与する照明装置を提供する。

（８）本発明に係るモニタ装置は、上記７に記載の照明装置と、前記照明装置により照明された被写体を撮像する撮像部と、を有する。

本発明によれば、波長変換する構成において、波長選択素子が波長変換前の光線を折り返し、波長変換素子に連続的に透過させることで、波長変換を無駄なく行うことができ、レーザ光源の略全てを波長変換できる高効率の光源を実現できる。さらに、レーザ光源から射出し波長変換素子から射出された高調波レーザは波長変換素子を通過する回数が異なるものが含まれるため、波長変換素子から射出される複数の高調波レーザ光の光路長が異なったタイミングで射出されることで、コヒーレント長に乱れが生じシンチレーションの低減に寄与するモニタ装置を提供する。

（９）本発明に係る画像表示装置は、上記７に記載の照明装置と、前記照明装置からの光を画像信号に応じて変調する変調部と、を有する。

本発明によれば、波長変換する構成において、波長選択素子が波長変換前の光線を折り返し、波長変換素子に連続的に透過させることで、波長変換を無駄なく行うことができ、レーザ光源の略全てを波長変換できる高効率の光源を実現できる。さらに、レーザ光源から射出し波長変換素子から射出される高調波レーザは波長変換素子を通過する回数が異なるものが含まれるため、波長変換素子から射出される複数の高調波レーザ光の光路長が異なって射出されることで、コヒーレント長に乱れが生じシンチレーションの低減に寄与する画像表示装置を提供する。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
（照明装置の構成）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る照明装置の概略構成を示す図である。本実施の形態に係る照明装置２は、光源装置４と、拡散部６と、を含んでいる。光源装置４は、レーザ光源１０と、波長変換素子１２と、波長選択素子としての第１及び第２プリズム１４，１６と、を含んでいる。レーザ光源１０は、一又は複数の基本波レーザ光１８を供給する。レーザ光源１０としては、半導体レーザ、固体レーザ等を用いることができる。

波長変換素子１２は、基本波レーザ光１８，１８ａ，１８ｂの少なくとも一部を高調波に変換して混在波レーザ光２４，２６を射出する。波長変換素子１２は、レーザ光源１０からの基本波レーザ光を、２分の１の波長の高調波レーザ光に変換する。例えば、レーザ光源１０から波長変換素子１２へ１０６４ｎｍの基本波レーザ光１８を入射させる場合、波長変換素子１２は、５３２ｎｍの高調波レーザ光を含む混在波レーザ光２４を射出させる。波長変換素子１２としては、例えば、非線形光学結晶を用いることができる。なお、波長変換素子１２は、複数の異なる分極反転ピッチを有していてもよい。

第１プリズム１４は、レーザ光源１０から射出された基本波レーザ光１８が波長変換素子１２で変換される混在波レーザ光２４（基本波レーザ光１８ａと高調波レーザ光２０とを含む）の光路上に配設されている。第１プリズム１４は、波長変換素子１２からの混在波レーザ光２４（基本波レーザ光１８ａと高調波レーザ光２０とを含む）のうち、高調波レーザ光２０を透過させ、他の波長領域の基本波レーザ光１８ａを波長変換素子１２へ折り返す。第１プリズム１４で折り返された基本波レーザ光１８ａは、波長変換素子１２を経て第２プリズム１６へ入射する。第１プリズム１４で透過された高調波レーザ光２０は、拡散部６へ入射する。

第２プリズム１６は、第１プリズム１４から射出された基本波レーザ光１８ａが波長変換素子１２で変換された混在波レーザ光２６（基本波レーザ光１８ｂと高調波レーザ光２２とを含む）の光路上に配設されている。第２プリズム１６は、波長変換素子１２からの混在波レーザ光２６（基本波レーザ光１８ｂと高調波レーザ光２２とを含む）のうち、高調波レーザ光２２を透過及び屈折させ、他の波長領域の基本波レーザ光１８ｂを波長変換素子１２へ折り返す。第２プリズム１６で折り返された基本波レーザ光１８ｂは、波長変換素子１２を経て第１プリズム１４へ入射する。第２プリズム１６を透過及び屈折された高調波レーザ光２２は、拡散部６へ入射する。

一連の動作は、レーザ光源１０から射出された基本波レーザ光１８を波長変換素子１２、第１プリズム１４、波長変換素子１２、第２プリズム１６、波長変換素子１２、第１プリズム１４、の順に進ませ、その都度、波長変換素子１２で変換された高調波レーザ光２０が第１プリズム１４より拡散部６へ射出させる。さらに、波長変換素子１２で変換された高調波レーザ光２２が第２プリズム１６より拡散部６へ射出させる。

基本波レーザ光１８ａ，１８ｂの光路は、往路と復路とを含んでいる。往路は、レーザ光源１０から射出され波長変換素子１２を介して第１及び第２プリズム１４，１６に入射する光路に位置している。具体的には、混在波レーザ光２４に含まれる基本波レーザ光１８ａの光路であり、混在波レーザ光２６に含まれる基本波レーザ光１８ｂの光路である。復路は、第１及び第２プリズム１４，１６を射出し、波長変換素子１２を通過する光路に位置している。具体的には、基本波レーザ光１８ａの光路であり、基本波レーザ光１８ｂの光路である。波長変換素子１２内で往路と復路とは異なる領域を通過する。基本波レーザ光１８ａ，１８ｂは、波長変換素子１２を複数回通過する。第１及び第２プリズム１４，１６を用いることで、レーザ光源１０からの基本波レーザ光１８を効率良く利用することが可能となる。

拡散部６は、光源装置４からの高調波レーザ光２０，２２を拡散させる。拡散部６としては、例えば、ホログラム素子を用いることができる。例えば、一方向に並列させた高調波レーザ光２０，２２を入射させる場合に、拡散部６は、高調波レーザ光２０，２２を二次元方向へ拡散させて射出させることができる。なお、図１に示す構成のうち、光源装置４は、レーザ光源１０から第１プリズム１４までの光路中の各部により構成されている。

（波長選択素子の構造）
図２は、本発明の実施の形態に係る波長選択素子の概略図である。第１及び第２プリズム１４，１６は、例えば、ガラスや透明樹脂など周囲の空気よりも大きな屈折率を有する透光性材料からなる公知のものを採用することができる。

図３は、本発明の実施の形態に係る第１プリズムの斜視図である。本実施の形態に係る第１プリズム１４は、図３に示すように、面１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃを有している。面１４Ａ，１４Ｂは、基本波レーザ光１８ａ（図１参照）を全反射する全反射角度に設定されている。第１プリズム１４は、面１４Ｃに対し垂直に入射した混在波レーザ光２４を折り返す。第１プリズム１４は、レーザ反射面１４Ａ，１４Ｂにより第１プリズム１４の面１４Ｃに対し垂直に入射した混在波レーザ光２４を折り返す。第１プリズム１４は、波長変換素子１２からの混在波レーザ光２４のうち、高調波レーザ光２０を透過させ、他の波長領域の基本波レーザ光１８ａを波長変換素子１２へ折り返す。第１プリズム１４を透過した高調波レーザ光２０は、拡散部６へ入射する。第１プリズム１４で折り返された基本波レーザ光１８ａは、波長変換素子１２で変換され混在波レーザ光２６として第２プリズム１６へ入射する。

第１プリズム１４の面１４Ａに波長変換された高調波レーザ光２０を分離する波長分離膜２８を付与することで、波長変換された高調波レーザ光２０を波長変換素子１２に戻すことなく取り出すことができる。波長分離膜２８は、高調波レーザ光２０に対しては高透過、基本波レーザ光１８ａに対しては高反射となるコーティングが施されている。波長変換素子１２を射出した混在波レーザ光２４は、第１プリズム１４の面１４Ｃに対し垂直に入射し、第１プリズム１４のレーザ反射面１４Ａにより反射し、波長分離膜２８により高調波レーザ光２０と基本波レーザ光１８ａとに分離される。分離した高調波レーザ光２０は、第１プリズム１４の面１４Ａから同一の角度で、レーザ光源からの異光路長で射出される。射出された高調波レーザ光２０は、拡散部６へ進む。分離した基本波レーザ光１８ａは、第１プリズム１４の面１４Ｂにより反射し、第１プリズム１４の面１４Ｃに対し垂直に射出される。射出された基本波レーザ光１８ａは、波長変換素子１２へ進む。第１プリズム１４のレーザ反射面１４Ａ，１４Ｂには、基本波レーザ光１８ａを反射する光学膜が付与されていてもよい。第１プリズム１４を用いるとプリズムの面１４Ａ及び１４Ｂの角度制御が容易であることから、レーザ反射面の高精度の反射角度を得やすい。

なお、上記説明では全反射角度のプリズムを使用したが、直角プリズムに光学膜を設けて使用してもよい。

図４は、本発明の実施の形態に係る第２プリズムの斜視図である。図５は、図４のＶ−Ｖ線断面図である。本実施の形態に係る第２プリズム１６は、図４及び５に示すように、面１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃを有している。面１６Ａ，１６Ｂは、基本波レーザ光１８ｂを全反射する全反射角度に設定されている。面１６Ｃは、高調波レーザ光２２を全反射する全反射角度に設定されている。第２プリズム１６は、面１６Ｅに対し垂直に入射した混在波レーザ光２６を折り返す。第２プリズム１６は、レーザ反射面１６Ａ，１６Ｂにより第２プリズム１６の面１６Ｅに対し垂直に入射した混在波レーザ光２６を折り返す。第２プリズム１６は、波長変換素子１２からの混在波レーザ光２６のうち、高調波レーザ光２２を透過させ、他の波長領域の基本波レーザ光１８ｂを波長変換素子１２へ折り返す。第２プリズム１６を透過した高調波レーザ光２２は、拡散部６へ入射する。第２プリズム１６で折り返された基本波レーザ光１８ｂは、波長変換素子１２で変換され混在波レーザ光２４として第１プリズム１４へ入射する。

第２プリズム１６の面１６Ｄに波長変換された高調波レーザ光２２を分離する波長分離膜２８を付与することで、波長変換された高調波レーザ光２２を波長変換素子１２に戻すことなく取り出すことができる。面１６Ｄは、高調波レーザ光２２を全反射する全反射角度に設定されている。波長変換素子１２を射出した混在波レーザ光２６は、第２プリズム１６の面１６Ｅに対し垂直に入射し、第２プリズム１６のレーザ反射面１６Ｄにより反射し、波長分離膜２８により高調波レーザ光２２と基本波レーザ光１８ｂとに分離される。分離した高調波レーザ光２２は、第２プリズム１６のレーザ反射面１６Ｃにより反射し、第２プリズム１６の面１６Ｅから一定の角度で射出される。射出された高調波レーザ光２２は、拡散部６へ進む。分離した基本波レーザ光１８ｂは、第２プリズム１６の面１６Ａにより反射し、第２プリズム１６の面１６Ｂにより反射し、第２プリズム１６の面１６Ｅに対し垂直に射出される。射出された基本波レーザ光１８ｂは、波長変換素子１２へ進む。第２プリズム１６のレーザ反射面１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄには、基本波レーザ光１８ｂを反射する光学膜が付与されていてもよい。第２プリズム１６を用いるとプリズムの面１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄの角度制御が容易であることから、レーザ反射面の高精度の反射角度を得やすい。

なお、上記説明では全反射角度のプリズムを使用したが、直角プリズムに光学膜を設けて使用してもよい。

（基本波レーザ光の光路）
図６は、本発明の実施の形態に係る基本波レーザ光の光路を示す図である。本実施の形態に係る基本波レーザ光の光路は、図６に示すように、レーザ光源１０から射出され波長変換素子１２を介して第１及び第２プリズム１４，１６に入射する光路に位置している往路と、第１及び第２プリズム１４，１６を射出し、波長変換素子１２を通過する光路に位置している復路と、を含んでいる。波長変換素子１２内で往路と復路とは異なる領域を通過している。基本波レーザ光１８ａ，１８ｂは、波長変換素子１２を複数回通過している。

レーザ光源１０から射出された基本波レーザ光１８は、波長変換素子１２、第１プリズム１４、波長変換素子１２、第２プリズム１６、波長変換素子１２、第１プリズム１４、の順に進み、その都度、波長変換素子１２で変換されて高調波レーザ光２０を第１プリズム１４より拡散部６へ射出される。さらに、波長変換素子１２で変換された高調波レーザ光２２を第２プリズム１６より拡散部６へ射出される。第１及び第２プリズム１４，１６を用いることで、レーザ光源１０からの基本波レーザ光１８を効率良く利用することが可能となる。

本実施の形態によれば、波長変換する構成において波長変換前の基本波レーザ光を折り返し、波長変換素子１２に連続的に透過させることで波長変換を無駄なく波長変換することで、レーザ光源１０の略全てを波長変換でき高効率の光源を実現できる。さらに、波長変換の光路が異なったタイミングで射出されることで、コヒーレント長に乱れが生じシンチレーションの低減に寄与することができる。

（変形例）
（波長選択素子の構造）
図７は、本発明の変形例に係る波長選択素子の概略図である。図８は、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。本変形例に係る波長変換素子は、図７及び図８に示すように、第１及び第２反射ミラー（ミラー）５０，５２である。第１反射ミラー５０は、レーザ光源１０から射出された基本波レーザ光１８が波長変換素子１２で変換される混在波レーザ光２４（基本波レーザ光１８ａと高調波レーザ光２０とを含む）の光路上に配設されている。第２反射ミラー５２は、第１反射ミラー５０から射出された基本波レーザ光１８ａが波長変換素子１２で変換された混在波レーザ光２６（基本波レーザ光１８ｂと高調波レーザ光２２とを含む）の光路上に配設されている。

第１反射ミラー５０は、基本波レーザ光１８ａの進行方向を変える。第２反射ミラー５２は、基本波レーザ光１８ｂの進行方向を変える。第１反射ミラー５０は、基本波レーザ光１８ａの進行方向を変える光路変換部材として機能している。第２反射ミラー５２は、基本波レーザ光１８ｂの進行方向を変える光路変換部材として機能している。

第１及び第２反射ミラー５０，５２は、基本波レーザ光を全反射する全反射角度に設定されている。第１及び第２反射ミラー５０，５２としては、ガラス、樹脂、木板等の基材上にアルミニウム等の金属反射膜を形成したもの、そして更に該金属反射膜上にガラス等の透明板を積層した構成等の公知のものを採用することができる。

本変形例に係る第１反射ミラー５０は、反射ミラー面５０Ａ，５０Ｂを含む。本変形例に係る第２反射ミラー５２は、反射ミラー面５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ，５２Ｄ（図８参照）を含む。

反射ミラー面５０Ａ，５０Ｂは、図７に示すように、波長変換素子１２により変換された高調波レーザ光２０を透過させる。反射ミラー面５０Ａ，５０Ｂは、反射ミラー面５０Ａ，５０Ｂの面上に波長分離膜（図示せず）を配設し、基本波レーザ光１８ａの進行方向を変える。反射ミラー面５０Ａ，５０Ｂは、反射ミラー面５０Ａ，５０Ｂの面上に波長分離膜を配設することにより基本波レーザ光１８ａの進行方向を変える光路変換部材として機能している。反射ミラー面５０Ａ，５０Ｂは、反射ミラー面５０Ａ，５０Ｂに入射した基本波レーザ光１８ａの進行方向を略９０度変える。反射ミラー面５０Ａ，５０Ｂには、基本波レーザ光１８ａを反射する光学膜が付与されていてもよい。

反射ミラー面５２Ａ，５２Ｂは、波長変換素子１２により変換された高調波レーザ光２２を透過する。反射ミラー面５２Ａ，５２Ｂは、反射ミラー面５２Ａ，５２Ｂの面上に波長分離膜（図示せず）を配設し、基本波レーザ光１８ｂの進行方向を変える。反射ミラー面５２Ａ，５２Ｂは、反射ミラー面５２Ａ，５２Ｂの面上に波長分離膜を配設することにより基本波レーザ光１８ｂの進行方向を変える光路変換部材として機能している。反射ミラー面５２Ａ，５２Ｂは、反射ミラー面５２Ａ，５２Ｂに入射した基本波レーザ光１８ｂの進行方向を略９０度変える。反射ミラー面５２Ａ，５２Ｂには、基本波レーザ光１８ｂを反射する光学膜が付与されていてもよい。

反射ミラー面５２Ｃ，５２Ｄは、図８に示すように、波長変換素子１２により変換された高調波レーザ光２２の進行方向を変える。反射ミラー面５２Ｃ，５２Ｄは、高調波レーザ光２２の進行方向を変える光路変換部材として機能している。反射ミラー面５２Ｃ，５２Ｄは、反射ミラー面５２Ｃ，５２Ｄに入射した高調波レーザ光２２の進行方向を略９０度変える。

第３反射ミラー５４は、図７に示すように、波長変換素子１２により変換された混在波レーザ光５６のうち高調波レーザ光２０を透過させる。第３反射ミラー５４は、第３反射ミラー５４の面上に波長分離膜を配設し、混在波レーザ光５６のうち基本波レーザ光（図示せず）の進行方向を変える。第３反射ミラー５４は、第３反射ミラー５４の面上に波長分離膜を配設することにより基本波レーザ光の進行方向を変える光路変換部材として機能している。第３反射ミラー５４は、第３反射ミラー５４に入射した基本波レーザ光の進行方向を略１８０度変える。

波長変換素子１２は、複数の異なる分極反転ピッチを有している。これにより、波長変換素子１２の温度分布の不整合や基本波レーザ光の波長シフトが生じた場合においても、混在波レーザ光２４，２６，５６を得ることができる。基本波レーザ光は、波長変換素子１２を複数回通過する。

なお、上記説明では全反射角度の反射ミラーを使用したが、反射ミラーの反射ミラー面が基本波レーザ光の光路と略４５度交わる方向に指向するように配設し、光学膜を設けて使用してもよい。具体的には、レーザ光源１０から射出された基本波レーザ光を略９０度曲がって反射されるように反射ミラーを配設する。

（第２の実施の形態）
（モニタ装置の構成）
図９は、本発明の第２の実施の形態に係るモニタ装置の構成を示す図である。本実施の形態に係るモニタ装置４００は、図９に示すように、装置本体４１０と、光伝送部４１２と、を含む。装置本体４１０は、前述した第１の実施の形態の光源装置４を含む。詳細な図示は省略しているが、光源装置４は、第１の実施の形態で説明したように、レーザ光源１０と、波長変換素子１２と、波長選択素子１４，１６と、を含む。

光伝送部４１２は、光を送る側と受ける側の２本のライトガイド４１４，４１６を含む。各ライトガイド４１４，４１６は、多数本の光ファイバを束ねたもので、レーザ光を遠方に送ることができる。光を送る側のライトガイド４１４の入射側には光源装置４が配設され、その射出側にはホログラム素子４１８、可視光センサ４２０、拡散板４２２が配設されている。光源装置４から射出したレーザ光は、ライトガイド４１４を伝って光伝送部４１２の先端に設けられたホログラム素子４１８に到達し、このホログラム素子４１８によって拡散板４２２が照明され、最終的に、この拡散板４２２によって被写体が照明される。ホログラム素子４１８から射出されたゼロ次光は、可視光センサ４２０に入射し、ホットスポットとなる不要光線をオートパワーコントロールに必要な、光量モニタが可能となる。

光伝送部４１２の先端には、結像レンズ４２４が設けられており、被写体からの反射光を結像レンズ４２４で受けることができる。結像レンズ４２４で受けた反射光は、受け側のライトガイド４１６を伝って、装置本体４１０内に設けられた撮像部としてのカメラ４２６に送られる。この結果、光源装置４により射出したレーザ光により被写体を照射したことで得られる反射光に基づく画像をカメラ４２６で撮像することができる。

以上のように構成されたモニタ装置４００によれば、高出力の光源装置４により被写体を照射することができることから、カメラ４２６によって明るい画像を撮影することができる。カメラ４２６は、例えば、ＣＲＴや液晶ディスプレイ、プロジェクタ等の各種表示装置に接続することができる。

なお、上述した第２の実施の形態のモニタ装置４００においても、第１の実施の形態で説明した変形例を適用できることはいうまでもない。

（第３の実施の形態）
（画像表示装置の構成）
図１０は、本発明の第３の実施の形態に係る画像表示装置の構成を示す図である。本実施の形態に係るプロジェクタ５００は、図１０に示すように、赤色光を射出する赤色照明装置５０２Ｒと、緑色光を射出する緑色照明装置５０２Ｇと、青色光を射出する青色照明装置５０２Ｂと、を含む。

赤色照明装置５０２Ｒ、緑色照明装置５０２Ｇ、青色照明装置５０２Ｂは、前述した第１の実施の形態の照明装置２とそれぞれ同一の構成であり、光源装置４と、拡散部６と、を含む。光源装置４は、レーザ光源１０と、波長変換素子１２と、波長選択素子１４，１６と、を含む。赤色照明装置５０２Ｒが備える波長変換素子１２では、赤外レーザ光から赤色への波長変換が行われ、緑色照明装置５０２Ｇが備える波長変換素子１２では、赤外レーザ光から緑色への波長変換が行われる。また、青色照明装置５０２Ｂが備える波長変換素子１２では、赤外レーザ光から青色への波長変換が行われる。

プロジェクタ５００は、各色の照明装置５０２Ｒ，５０２Ｇ，５０２Ｂから射出された照明光を、パソコン等から送られてきた画像信号に応じてそれぞれ変調する変調部としての液晶ライトバルブ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂを含んでいる。また、プロジェクタ５００は、液晶ライトバルブ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂから射出された光を合成して投写レンズ５０６に導くクロスダイクロイックプリズム５０８を含んでいる。さらに、プロジェクタ５００は、液晶ライトバルブ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂによって形成された像を拡大してスクリーン５１０に投写する投写レンズ５０６を含んでいる。

各液晶ライトバルブ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂによって変調された３つの色光は、クロスダイクロイックプリズム５０８に入射する。このプリズムは４つの直角プリズムを貼り合わせて形成され、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に配置されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成され、カラー画像を表す光が形成される。そして、合成された光は投写光学系である投写レンズ５０６によりスクリーン５１０上に投写され、拡大された画像が表示される。

以上のように構成されたプロジェクタ５００によれば、レーザを光源とした、高輝度の画像を表示することが可能になる。

なお、上述した第３の実施の形態のプロジェクタ５００においても、第１の実施の形態で説明した種々の変形例を適用できることはいうまでもない。また、本実施の形態のプロジェクタ５００は、いわゆる３板式の液晶プロジェクタであったが、これに換えて、色毎に時分割でレーザ光源を点灯することにより１つのライトバルブのみでカラー表示を可能とした構成の単板式の液晶プロジェクタとしてもよい。又、上述したプロジェクタでは光変調手段として液晶ライトバルブを採用したが、光変調手段としてデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）等を採用することも可能である。

以上、本発明の種々の実施の形態および変形例について説明したが、本発明はこのような実施の形態あるいは変形例に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の構成を採ることができることはいうまでもない。

本発明の第１の実施の形態に係る照明装置の概略構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係る波長選択素子の概略図である。 本発明の実施の形態に係る第１プリズムの斜視図である。 本発明の実施の形態に係る第２プリズムの斜視図である。 図４のＶ−Ｖ線断面図である。 本発明の実施の形態に係る基本波レーザ光の光路を示す図である。 本発明の実施の形態に係る波長変換素子の概略図である。 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係るモニタ装置の構成を示す図である。 本発明の第３の実施の形態に係る画像表示装置の構成を示す図である。

符号の説明

２…照明装置 ４…光源装置 ６…拡散部 １０…レーザ光源 １２…波長変換素子 １４…第１プリズム（波長選択素子） １６…第２プリズム（波長選択素子） １８…基本波レーザ光 ２０，２２…高調波レーザ光 ２４，２６…混在波レーザ光 ２８…波長分離膜 ５０…第１反射ミラー（波長選択素子） ５２…第２反射ミラー（波長選択素子） ５４…第３反射ミラー ５６…混在波レーザ光 ４００…モニタ装置 ４１０…装置本体 ４１２…光伝送部 ４１４，４１６…ライトガイド ４１８…ホログラム素子 ４２０…可視光センサ ４２２…拡散板 ４２４…結像レンズ ４２６…カメラ ５００…プロジェクタ ５０２Ｒ…赤外照明装置 ５０２Ｇ…緑色照明装置 ５０２Ｂ…青色照明装置 ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂ…液晶ライトバルブ ５０６…投写レンズ ５０８…クロスダイクロイックプリズム ５１０…スクリーン。

Claims (9)

1. 基本波レーザ光を射出するレーザ光源と、
   前記基本波レーザ光の少なくとも一部を高調波レーザ光に変換する波長変換素子と、
   前記レーザ光源から射出され前記波長変換素子で変換される前記高調波レーザ光の光路上に配設され、前記基本波レーザ光を選択して前記波長変換素子へ折り返し、前記高調波レーザ光を透過させる波長選択素子と、
   を含み、
   前記基本波レーザ光の光路は、往路と復路とを含み、
   前記往路は、前記レーザ光源から射出され前記波長変換素子を介して前記波長選択素子に入射する光路に位置し、
   前記復路は、前記波長選択素子を射出し、前記波長変換素子に入射する光路に位置し、
   前記波長変換素子内で前記往路と前記復路とは異なる領域を通過することを特徴とする光源装置。
2. 請求項１に記載の光学装置において、
   前記基本波レーザ光は前記波長変換素子を複数回通過することを特徴とする光源装置。
3. 請求項１又は２に記載の光源装置において、
   前記波長選択素子はプリズムであることを特徴とする光源装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の光源装置において、
   前記波長変換素子に形成された分極反転構造は、複数のピッチで構成されていることを特徴とする光源装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の光源装置において、
   前記波長変換素子を通過した前記基本波レーザ光の進行方向を変更する反射面を有する光路変換部を備え、前記反射面の角度が全反射角度であることを特徴とする光源装置。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の光源装置において、
   前記波長選択素子は、複数の光路を通って入射する前記高調波レーザ光を同一の角度で射出することを特徴とする光源装置。
7. 請求項１〜請求項６の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拡散させる拡散部と、
   を有することを特徴とする照明装置。
8. 請求項７に記載の照明装置と、
   前記照明装置により照明された被写体を撮像する撮像部と、
   を有することを特徴とするモニタ装置。
9. 請求項７に記載の照明装置と、
   前記照明装置からの光を画像信号に応じて変調する変調部と、
   を有することを特徴とする画像表示装置。

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