JP2008281670A - 照明装置及びプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】基本波光を波長変換させるとともに基本波光の射出を低減可能とし、かつ光源装置の温度変化を低減可能な照明装置、及びその照明装置を用いるプロジェクタを提供すること。
【解決手段】第１波長の光を射出させる光源部を構成する励起用レーザ２１及びレーザ結晶２３と、第１波長の光を、第１波長とは異なる波長である第２波長の光へ変換する波長変換素子であるＳＨＧ素子２４と、少なくとも光源部及び波長変換素子を収納する光源用筐体２７と、を備える光源装置１１と、光源装置１１から射出された第１波長の光及び第２波長の光を分離させる波長分離部であるダイクロイックミラー１２と、を有し、波長分離部は、光源用筐体２７の外部に設けられる。
【選択図】図２

Description

本発明は、照明装置及びプロジェクタ、特に、プロジェクタに用いられる照明装置の技術に関する。

近年、プロジェクタの光源装置において、レーザ光を供給するレーザ光源を用いる技術が提案されている。レーザ光源は、高出力化及び多色化に伴い、プロジェクタの光源として開発されている。プロジェクタの光源として従来用いられているＵＨＰランプと比較すると、レーザ光源は、高い色再現性、瞬時点灯が可能、長寿命である等の利点がある。レーザ光源を用いる光源装置としては、レーザ光源からの基本波レーザ光を直接供給するものの他、基本波レーザ光の波長を変換して供給するものが知られている。基本波レーザ光の波長を変換する波長変換素子として、例えば第二高調波発生（Second−Harmonic Generation；ＳＨＧ）素子が知られている。波長変換素子を用いることで、容易に入手可能な汎用のレーザ光源を用いて、所望の波長のレーザ光を供給することが可能となる。また、十分な光量のレーザ光を供給可能な構成とすることもできる。

波長変換素子は、波長変換された所望の波長のレーザ光を射出させると同時に、波長変換がなされなかった基本波レーザ光も射出させる。かかる基本波レーザ光は、波長変換後のレーザ光と同じ光路を経て、若しくは光源装置のパッケージ内で散乱した後、光源装置から射出する場合がある。例えば光ディスク装置等において所望の波長以外の波長の光が混入すると、光学性能の低下を引き起こす場合がある。また、高い出力のレーザ光によって、人体、特に眼に不快感を与える不具合をもたらす場合もあり得る。このため、波長変換素子を用いる光源装置は、基本波レーザ光のパッケージ外への射出を低減させることが望ましい。例えば、特許文献１には、パッケージ外へ光を透過させるウィンドウで基本波レーザのみを反射させることで、基本波レーザ光のパッケージ外への射出を低減させる技術が提案されている。特に、特許文献１の図５には、レーザ光源の動作の不安定化を低減させるために、ウィンドウからレーザ光源の方向以外の方向へ基本波レーザ光を反射させる構成が示されている。

特開平７−１０４３３２号公報

レーザ光源は、温度の上昇によって出力が低下する性質を持つ。高出力かつ安定した出力を得るためには、レーザ光源の温度上昇を低減させるための高い放熱性能が求められる。光源用筐体内に基本波レーザ光が閉じ込められる構成では、基本波レーザ光は、最終的に光源用筐体内で熱に変換される。この場合、光源用筐体内で生じた熱を放散させるために、さらに高い放熱性能が求められることになる。レーザ光源の著しい温度変化は、レーザ光源の出力の不安定化、波長のシフト、短寿命化等の原因となる。波長変換素子の著しい温度変化は、波長変換素子での波長変換効率低下の原因となる。そのため、安定した出力、高い信頼性を得るには、レーザ光源及び波長変換素子の高精度な温度制御が必要である。これに対して、光源用筐体内の蓄熱が顕著であるほど、レーザ光源や波長変換素子の温度制御は困難になる。このように、従来の技術によると、基本波光の射出を低減させ、かつ安定した出力、高い信頼性を得ることが困難であるという問題を生じる。本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、基本波光を波長変換させるとともに基本波光の射出を低減可能とし、かつ安定した出力で高い信頼性を持つ照明装置、及びその照明装置を用いるプロジェクタを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る照明装置は、第１波長の光を射出させる光源部と、第１波長の光を、第１波長とは異なる波長である第２波長の光へ変換する波長変換素子と、少なくとも光源部及び波長変換素子を収納する光源用筐体と、を備える光源装置と、光源装置から射出された第１波長の光及び第２波長の光を分離させる波長分離部と、を有し、波長分離部は、光源用筐体の外部に設けられることを特徴とする。

波長分離部を用いることで、照明装置からの第１波長の基本波光の射出を低減させることができる。光源用筐体の外部において基本波光と波長変換後の第２波長の光を分離させることで、光源用筐体内に基本波光を閉じ込めず、光源装置の温度上昇を低減させることができる。これにより、基本波光を波長変換させるとともに基本波光の射出を低減可能とし、かつ安定した出力で高い信頼性を持つ照明装置を得られる。

また、本発明の好ましい態様としては、第１波長の光が赤外光であって、第２波長の光が可視光であることが望ましい。これにより、赤外光を波長変換させることで可視光を供給できる。本発明では、照明装置からの赤外光の射出を低減させ、かつ赤外光による温度上昇を低減させることができる。

また、本発明の好ましい態様としては、光源装置からの光を拡散させる拡散部を有し、波長分離部は、光源装置及び拡散部の間の光路中に設けられることが望ましい。拡散部で光を拡散させる前に第１波長の光及び第２波長の光を分離させる。これにより、小型な波長分離部により第１波長の光及び第２波長の光を容易に分離できる。

また、本発明の好ましい態様としては、波長分離部は、第２波長の光を透過させ、第１波長の光を反射させることが望ましい。これにより、第１波長の光及び第２波長の光を分離できる。

また、本発明の好ましい態様としては、波長分離部は、第２波長の光を反射させ、第１波長の光を透過させることが望ましい。これにより、第１波長の光及び第２波長の光を分離できる。波長分離部で光路が折り曲げられた高調波光を射出させる構成とすることで、波長分離部が破損した場合であっても、光源装置からの光の外部への射出を低減できる。

また、本発明の好ましい態様としては、波長分離部で分離された第１波長の光を吸収する吸収部を有することが望ましい。これにより、光源用筐体内における基本波光の散乱を低減できる。

また、本発明の好ましい態様としては、吸収部からの熱を放散させる放熱部を有することが望ましい。これにより、照明装置の温度上昇を低減できる。

さらに、本発明に係るプロジェクタは、上記の照明装置を有し、照明装置からの光を用いて画像を形成することを特徴とする。上記の照明装置を用いることで、基本波光の射出を低減可能とし、かつ安定した出力で高い信頼性を得ることができる。これにより、画像形成に不要な基本波光の射出を低減でき、かつ安定した明るさで高い信頼性を持つプロジェクタを得られる。

また、本発明の好ましい態様としては、少なくとも照明装置を収納するプロジェクタ用筐体を有し、照明装置は、第１波長の光を射出させる光源部と、第１波長の光を、第１波長とは異なる波長である第２波長の光へ変換する波長変換素子と、少なくとも光源部及び波長変換素子を収納する光源用筐体と、を備える光源装置と、光源用筐体の外部に設けられ、光源装置から射出された第１波長の光及び第２波長の光を分離させる波長分離部と、波長分離部で分離された第１波長の光を吸収する吸収部と、を有し、吸収部は、プロジェクタ用筐体に取り付けられることが望ましい。これにより、吸収部からの熱をプロジェクタ用筐体の外部へ放散させ、プロジェクタの温度上昇を低減できる。

また、本発明の好ましい態様としては、少なくとも照明装置を収納するプロジェクタ用筐体を有し、照明装置は、第１波長の光を射出させる光源部と、第１波長の光を、第１波長とは異なる波長である第２波長の光へ変換する波長変換素子と、少なくとも光源部及び波長変換素子を収納する光源用筐体と、を備える光源装置と、光源用筐体の外部に設けられ、光源装置から射出された第１波長の光及び第２波長の光を分離させる波長分離部と、波長分離部で分離された第１波長の光を拡散させる拡散部と、を有し、拡散部は、プロジェクタ用筐体の外部において第１波長の光を拡散させることが望ましい。プロジェクタ用筐体の外部において基本波光を拡散させることで、プロジェクタの温度上昇を低減できる。プロジェクタ用筐体の外部において基本波光を十分拡散させることで、基本波光を射出させることによる不具合の発生を低減できる。

以下に図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例１に係る照明装置１０の概略構成を示す。照明装置１０は、空間光変調装置等の照明対象Ｉを照明する。光源装置１１は、レーザ光を射出させる。ダイクロイックミラー１２は、光源装置１１及び拡散レンズ１４の間の光路中に設けられている。拡散レンズ１４は、ダイクロイックミラー１２を透過した光源装置１１からのレーザ光を拡散させる拡散部である。拡散レンズ１４は、レーザ光を拡散させることで、照明領域を拡大させる。コリメータレンズ１５は、拡散レンズ１４で拡散されたレーザ光を平行化させる。

第１インテグレータレンズ１６は、アレイ状に配列された複数のレンズ素子１７を用いて、コリメータレンズ１５からの光束を複数に分割する。各レンズ素子１７は、照明対象Ｉと略相似の矩形形状をなしている。第１インテグレータレンズ１６の各レンズ素子１７は、コリメータレンズ１５からの光束を第２インテグレータレンズ１８のレンズ素子１９近傍にて集光させる。第２インテグレータレンズ１８は、アレイ状に配列された複数のレンズ素子１９を用いて、第１インテグレータレンズ１６のレンズ素子１７の像を照明対象Ｉ上に形成する。

重畳レンズ２０は、第１インテグレータレンズ１６の各レンズ素子１７の像を照明対象Ｉ上で重畳させる。第１インテグレータレンズ１６、第２インテグレータレンズ１８及び重畳レンズ２０は、照明領域の整形、及び光量分布の均一化を行う。なお、照明装置１０は、照明領域の整形、拡大及び光量分布の均一化が可能であれば良く、本実施例で説明する構成に限られない。例えば、照明装置１０は、拡散レンズ１４から重畳レンズ２０までの各構成に代えて、回折光学素子である計算機合成ホログラム（Computer Generated Hologram；ＣＧＨ）を用いても良い。

図２は、照明装置１０のうち光源装置１１、ダイクロイックミラー１２、及び吸収部１３の概略構成を示す。光源装置１１は、半導体レーザ励起固体（Diode Pumped Solid State；ＤＰＳＳ）レーザ発振器である。励起用レーザ２１は、例えば、８０８ｎｍの波長を持つレーザ光を射出させる半導体レーザである。励起用レーザ２１の出射側には、第１共振器ミラー２２が設けられている。励起用レーザ２１からのレーザ光は、第１共振器ミラー２２を透過した後、レーザ結晶２３へ入射する。レーザ結晶２３は、励起されることによりレーザ発振し、第１波長の基本波レーザ光を供給する。レーザ結晶２３としては、例えばＮｄ：ＹＶＯ₄結晶やＮｄ：ＹＡＧ（Ｙ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂）結晶を用いることができる。励起用レーザ２１及びレーザ結晶２３は、基本波レーザ光を射出させる光源部である。第１波長の光は、例えば赤外光である。第１波長は、例えば１０６４ｎｍである。

ＳＨＧ素子２４は、第１波長の基本波レーザ光を入射させることにより、第１波長とは異なる波長である第２波長の高調波レーザ光を発生させる。ＳＨＧ素子２４は、レーザ結晶２３からの第１波長の光を第２波長の光へ変換する波長変換素子である。第２波長の光は、可視光である。第２波長は、第１波長の半分の波長であって、例えば５３２ｎｍである。ＳＨＧ素子２４としては、例えば、非線形光学結晶を用いることができる。ＳＨＧ素子２４としては、例えば、素子全体でレーザ光を波長変換させるいわゆるバルクタイプのものを用いることができる。

ＳＨＧ素子２４に対してレーザ結晶２３とは反対側には、第２共振器ミラー２５が設けられている。第２共振器ミラー２５は、第１波長の光を選択的に反射させ、第１波長以外の波長（第２波長を含む）の光を透過させる機能を有する。第２共振器ミラー２５を透過したレーザ光は、ウィンドウ２６の方向へ進行する。第２共振器ミラー２５で反射したレーザ光は、ＳＨＧ素子２４の方向へ進行する。

第１共振器ミラー２２は、第２共振器ミラー２５と同様に、第１波長の光を選択的に反射させ、第１波長以外の波長の光を透過させる。第１共振器ミラー２２及び第２共振器ミラー２５は、ＳＨＧ素子２４が設けられた光路にて基本波レーザ光を共振させる共振器構造を構成する。第１共振器ミラー２２及び第２共振器ミラー２５の間にて生じた高調波レーザ光は、第２共振器ミラー２５を通過する。共振器構造により、所望の波長の高調波レーザ光を効率良く出射させることができる。

光源用筐体２７は、レーザ光を発生させるための構成を収納する筐体であって、発生させたレーザ光を外部へ射出させる。光源用筐体２７は、励起用レーザ２１から第２共振器ミラー２５までの光路中に設けられた各部を収納し、内部を密閉する。励起用レーザ２１から第２共振器ミラー２５までの各部は、光源用筐体２７内において互いにアライメントして配置されている。例えばレーザ結晶２３及びＳＨＧ素子２４は、共通の固定部２８上に設けることで、他の構成とのアライメントがなされる。固定部２８は、板状の部材である。レーザ結晶２３及びＳＨＧ素子２４以外の構成についても、固定部等の部材を使用することにより、他の構成とのアライメントを行うこととしても良い。

ウィンドウ２６は、光源用筐体２７のうち第２共振器ミラー２５を透過したレーザ光が入射する位置に設けられている。ウィンドウ２６は、光源用筐体２７に形成された開口を完全に塞ぐ形で設けられている。ウィンドウ２６は、第２共振器ミラー２５からのレーザ光を透過させ、光源用筐体２７の外部へレーザ光を射出させる。ウィンドウ２６は、ガラス等の透明部材を用いて構成されている。ウィンドウ２６のうち光源用筐体２７内部側の面には、不図示の反射防止（ＡＲ）フィルムが設けられている。ＡＲフィルムを設けることで、ウィンドウ２６におけるレーザ光の透過率低下を低減できる。なお、光源装置１１は、ウィンドウ２６を用いてレーザ光を射出させる構成に代えて、光源用筐体２７に形成された開口からレーザ光を射出させる構成としても良い。

ダイクロイックミラー１２は、光源用筐体２７の外部であって、ウィンドウ２６を透過したレーザ光が入射する位置に設けられている。ダイクロイックミラー１２は、光源装置１１から射出された第１波長の光及び第２波長の光を分離させる波長分離部である。ダイクロイックミラー１２は、第２波長の光を透過させ、第１波長の光を反射させる特性を備える。ダイクロイックミラー１２は、ガラス板等の透明部材に波長選択膜、例えば誘電体多層膜をコーティングすることにより構成されている。ダイクロイックミラー１２は、入射光線に対して傾きを持たせて配置されている。

吸収部１３は、ダイクロイックミラー１２で反射した基本波レーザ光が入射する位置に設けられている。吸収部１３は、ダイクロイックミラー１２で分離された第１波長の光を吸収する。吸収部１３は、例えば光吸収性樹脂を用いて構成されている。

ＳＨＧ素子２４は、高調波レーザ光を射出させると同時に、波長変換がなされなかった基本波レーザも射出させる。また、第２共振器ミラー２５に高い波長選択性を持たせても、ＳＨＧ素子２４からの基本波レーザ光の全てを反射可能とすることは困難であって、一部の基本波レーザ光は第２共振器ミラー２５を透過する。

第２共振器ミラー２５を透過した高調波レーザ光は、ウィンドウ２６を透過した後、ダイクロイックミラー１２を透過する。第２共振器ミラー２５を透過した基本波レーザ光は、ウィンドウ２６を透過した後、ダイクロイックミラー１２で反射する。ダイクロイックミラー１２で反射した基本波レーザ光は、吸収部１３で吸収される。

ダイクロイックミラー１２を用いることで、照明装置１０からの基本波レーザ光の射出を低減させることができる。光源用筐体２７の外部において基本波レーザ光と高調波レーザ光を分離させることで、光源用筐体２７内に基本波レーザ光を閉じ込めず、光源装置１１の温度上昇を低減させることができる。これにより、基本波光の射出を低減可能とし、かつ安定した出力、高い信頼性を得られるという効果を奏する。光源装置１１の温度変化を低減できることで、光源装置１１の放熱及び温度制御のための構成を簡易化、小型化できる。ＳＨＧ素子２４による波長変換により可視光を供給するには、基本波光として赤外光を用いるのが一般的である。赤外光の場合は可視光の場合よりも忌避反応による退避が難しいことから、特に高出力の赤外光が漏れ出すことは確実に防ぐ必要がある。本発明によると、照明装置１０からの赤外光の射出を低減させ、かつ赤外光による温度上昇を低減させることができる。照明装置１０は、光源用筐体２７の外部であって照明対象Ｉまでの光路中にダイクロイックミラー１２を設ける構成であれば良く、光源装置１１及び拡散レンズ１４の間の光路中にダイクロイックミラー１２を設ける構成に限られない。

図３〜図５は、本実施例の変形例を説明するものである。照明装置１０は、図２に示す構成に代えて、図３〜図５に示す構成を適用しても良い。図３に示すダイクロイックミラー２９は、第２波長の光を反射させ、第１波長の光を透過させる波長分離部である。吸収部１３は、ダイクロイックミラー２９を透過した基本波レーザ光が入射する位置に設けられている。光源装置１１からの高調波レーザ光は、ダイクロイックミラー２９で反射し、光路が折り曲げられる。光源装置１１からの基本波レーザ光は、ダイクロイックミラー２９を透過した後、吸収部１３で吸収される。かかるダイクロイックミラー２９を用いる場合も、波長変換前の基本波光の射出を低減できる。照明装置１０は、ダイクロイックミラー２９で光路が折り曲げられた高調波レーザ光を射出させる構成とすることで、仮にダイクロイックミラー２９が破損したとしても、光源装置１１からの光を吸収部１３へ入射させることができる。よって、ダイクロイックミラー２９が破損した場合であっても、光源装置１１からのレーザ光の外部への射出を低減できる。

図４に示す光源装置３０は、外部共振器を持たせず構成されている。光源装置３０は、基本波レーザ光を射出させるレーザ光源３１を有する。レーザ光源３１は、第１波長のレーザ光を射出させる光源部である。レーザ光源３１は、例えば、９２０ｎｍの波長を持つレーザ光を射出させる半導体レーザである。第１コリメータレンズ３２は、レーザ光源３１から発散するレーザ光を平行化させる。フォーカスレンズ３３は、第１コリメータレンズ３２で平行化されたレーザ光をＳＨＧ素子３４にて集光させる。

ＳＨＧ素子３４は、第１波長の基本波レーザ光を入射させることにより、第２波長の高調波レーザ光を発生させる。波長変換素子であるＳＨＧ素子３４は、レーザ光源３１からの第１波長の光を第２波長の光へ変換する。第２波長は、第１波長の半分の波長であって、例えば４６０ｎｍである。ＳＨＧ素子３４は、例えば、レーザ光を透過させる導波路を持つ構成にできる。レーザ光源３１からのレーザ光を導波路近傍にて集光させることで、効率的な波長変換が可能となる。ＳＨＧ素子３４は、固定部３６上に設けることで、他の構成とのアライメントがなされる。第２コリメータレンズ３５は、ＳＨＧ素子３４から発散するレーザ光を平行化させる。第２コリメータレンズ３５からのレーザ光は、ウィンドウ２６から光源用筐体２７外へ射出される。なお、光源装置３０は、第１コリメータレンズ３２、フォーカスレンズ３３、第２コリメータレンズ３５を用いる構成に限られず、適宜変形しても良い。

図５に示す光源装置４０は、レーザ光源４１のミラー層（不図示）と共振器ミラー４３とを用いた共振器構造を有する。光源装置４０は、基本波レーザ光を射出させるレーザ光源４１を有する。レーザ光源４１は、第１波長のレーザ光を射出させる光源部である。レーザ光源４１は、例えば、１０６４ｎｍの波長を持つレーザ光を射出させる面発光型の半導体レーザである。波長変換素子であるＳＨＧ素子４２は、レーザ光源４１からの第１波長の光を第２波長の光へ変換する。第２波長は、第１波長の半分の波長であって、例えば５３２ｎｍである。ＳＨＧ素子４２は、固定部３６上に設けることで、他の構成とのアライメントがなされる。

共振器ミラー４３は、第１波長の光を選択的に反射させ、第１波長以外の波長（第２波長を含む）の光を透過させる機能を有する。共振器ミラー４３で反射したレーザ光は、ＳＨＧ素子４２を透過した後レーザ光源４１へ進行する。レーザ光源４１へ入射したレーザ光は、レーザ光源４１のミラー層で反射し、再びＳＨＧ素子４２へ進行する。レーザ光源４１及び共振器ミラー４３により反射されたレーザ光は、レーザ光源４１から新たに射出されるレーザ光と共振して増幅される。共振器ミラー４３を透過したレーザ光は、ウィンドウ２６から光源用筐体２７の外部へ射出される。図２に示す構成に代えて図３〜図５に示す構成を適用しても、安定した出力、高い信頼性を得ることができる。なお、図４に示す構成、図５に示す構成においても、第２波長の光を反射させ、第１波長の光を透過させるダイクロイックミラー２９（図３参照）を用いても良い。この場合、ダイクロイックミラー２９が破損した場合であっても、光源装置３０、４０からのレーザ光の外部への射出を低減できる。

図６は、本発明の実施例２に係るプロジェクタ５０の概略構成を示す。プロジェクタ５０は、スクリーン５８に光を投写させ、スクリーン５８で反射する光を観察することで画像を鑑賞するフロント投写型のプロジェクタである。上記実施例１と重複する説明は省略する。プロジェクタ５０は、赤色（Ｒ）光用照明装置５１Ｒ、緑色（Ｇ）光用照明装置５１Ｇ、青色（Ｂ）光用照明装置５１Ｂを有する。プロジェクタ５０は、各色光用照明装置５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂからの光を用いて画像を形成する。

各色光用照明装置５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂは、上記実施例１の照明装置１０と同様の構成を有する。Ｒ光用照明装置５１Ｒは、Ｒ光を供給する照明装置である。Ｒ光用照明装置５１Ｒは、例えば、６６０ｎｍの波長の高調波レーザ光を射出させるＲ光用光源装置５２Ｒを有する。Ｇ光用照明装置５１Ｇは、Ｇ光を供給する照明装置である。Ｇ光用照明装置５１Ｇは、例えば、５３２ｎｍの波長の高調波レーザ光を射出させるＧ光用光源装置５２Ｇを有する。Ｂ光用照明装置５１Ｂは、Ｂ光を供給する照明装置である。Ｂ光用照明装置５１Ｂは、例えば、４６０ｎｍの波長の高調波レーザ光を射出させるＢ光用光源装置５２Ｂを有する。

Ｒ光用照明装置５１ＲからのＲ光は、Ｒ光用照明装置５１Ｒの照明対象であるＲ光用空間光変調装置５３Ｒへ入射する。Ｒ光用空間光変調装置５３Ｒは、Ｒ光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置であって、透過型液晶表示装置である。Ｒ光用空間光変調装置５３Ｒで変調されたＲ光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム５４へ入射する。Ｇ光用照明装置５１ＧからのＧ光は、Ｇ光用照明装置５１Ｇの照明対象であるＧ光用空間光変調装置５３Ｇへ入射する。Ｇ光用空間光変調装置５３Ｇは、Ｇ光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置であって、透過型液晶表示装置である。Ｇ光用空間光変調装置５３Ｇで変調されたＧ光は、Ｒ光とは異なる側からクロスダイクロイックプリズム５４へ入射する。

Ｂ光用照明装置５１ＢからのＢ光は、Ｂ光用照明装置５１Ｂの照明対象であるＢ光用空間光変調装置５３Ｂへ入射する。Ｂ光用空間光変調装置５３Ｂは、Ｂ光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置であって、透過型液晶表示装置である。Ｂ光用空間光変調装置５３Ｂで変調されたＢ光は、Ｒ光、Ｇ光とは異なる側からクロスダイクロイックプリズム５４へ入射する。透過型液晶表示装置としては、例えば高温ポリシリコンＴＦＴ液晶パネル（High Temperature Polysilicon；ＨＴＰＳ）を用いることができる。

クロスダイクロイックプリズム５４は、互いに略直交させて配置された２つのダイクロイック膜５５、５６を有する。第１ダイクロイック膜５５は、Ｒ光を反射し、Ｇ光及びＢ光を透過させる。第２ダイクロイック膜５６は、Ｂ光を反射し、Ｒ光及びＧ光を透過させる。クロスダイクロイックプリズム５４は、それぞれ異なる方向から入射したＲ光、Ｇ光及びＢ光を合成し、投写レンズ５７の方向へ射出させる。投写レンズ５７は、クロスダイクロイックプリズム５４で合成された光をスクリーン５８の方向へ投写する。

上記実施例１と同様の構成を有する各色光用照明装置５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂを用いることで、基本波光の射出を低減可能とし、かつ安定した出力で高い信頼性を得ることができる。これにより、プロジェクタ５０は、画像形成に不要な基本波光の射出を低減でき、かつ安定した明るさ、高い信頼性を得られるという効果を奏する。なお、プロジェクタ５０は、全ての照明装置が上記実施例１と同様の構成である場合に限られず、一部の照明装置が上記実施例１とは異なる構成であっても良い。例えば、Ｒ光用照明装置は、波長変換素子を用いずレーザ光源からの基本波レーザ光をそのままの波長で射出させる光源装置を備える構成としても良い。

図７は、本実施例の変形例１に係るプロジェクタ６０の概略構成を示す。本変形例は、各照明装置５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂに設けられたヒートシンク６１を有することを特徴とする。ヒートシンク６１は、吸収部１３からの熱を放散させる放熱部である。吸収部１３へ吸収された基本波レーザ光は、熱に変換される。ヒートシンク６１を設けることで、各色光用照明装置５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂの温度上昇を低減できる。

図８は、本実施例の変形例２に係るプロジェクタ７０の概略構成を示す。本変形例は、吸収部１３がプロジェクタ用筐体７１の内壁に取り付けられることを特徴とする。プロジェクタ用筐体７１は、各色光用照明装置５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂ、各色光用空間光変調装置５３Ｒ、５３Ｇ、５３Ｂ、クロスダイクロイックプリズム５４を収納する筐体である。投写レンズ５７は、プロジェクタ用筐体７１に取り付けられている。

基本波レーザ光によって吸収部１３で生じた熱は、吸収部１３からプロジェクタ用筐体７１を経て、プロジェクタ用筐体７１の外部へ放出される。これにより、プロジェクタ７０の温度上昇を低減できる。なお、吸収部１３は、プロジェクタ用筐体７１に取り付けられていればよく、取り付け位置がプロジェクタ用筐体７１の内壁である場合に限られない。また、変形例１に係るプロジェクタ６０（図７参照）の場合も、プロジェクタ用筐体７１にヒートシンク６１を取り付けても良い。この場合、ヒートシンク６１からプロジェクタ用筐体７１の外部への放熱が可能となる。

図９は、本実施例の変形例３に係るプロジェクタ８０の概略構成を示す。本変形例において、各色光用照明装置８１Ｒ、８１Ｇ、８１Ｂは、上記の各色光用照明装置５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂ（図８参照）の吸収部１３に代えて設けられた拡散板８２を有する。拡散板８２は、プロジェクタ用筐体７１のうちダイクロイックミラー１２で反射した基本波レーザ光が入射する位置に設けられている。拡散板８２は、プロジェクタ用筐体７１に設けられた開口を塞ぐ形で設けられている。拡散板８２は、ダイクロイックミラー１２からの第１波長の光を拡散させる拡散部である。拡散板８２は、光を拡散させる拡散材を透明部材に分散させて構成されている。この他、拡散板８２は、微小な凹凸が施された拡散面を有する構成としても良い。

ダイクロイックミラー１２からの基本波レーザ光は、拡散板８２を透過することにより、プロジェクタ用筐体７１の外部において拡散する。プロジェクタ用筐体７１の外部において基本波レーザ光を拡散させることで、プロジェクタ８０の温度上昇を低減できる。また、拡散板８２は、基本波レーザ光を例えばレーザクラス１以下にまで拡散させる。プロジェクタ用筐体７１の外部において基本波レーザ光を十分拡散させることで、基本波レーザ光を射出させることによる不具合の発生を低減できる。なお、拡散部は、プロジェクタ用筐体７１の外部において光を拡散可能であれば良く、拡散板８２である場合に限られない。

本実施例のプロジェクタは、空間光変調装置として透過型液晶表示装置を用いる場合に限られない。空間光変調装置としては、反射型液晶表示装置（Liquid Crystal On Silicon；ＬＣＯＳ）、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）、ＧＬＶ（Grating Light Valve）等を用いても良い。プロジェクタは、色光ごとに空間光変調装置を備える構成に限られない。プロジェクタは、一の空間光変調装置により２つ又は３つ以上の色光を変調する構成としても良い。プロジェクタは、空間光変調装置を用いる場合に限られない。プロジェクタは、ガルバノミラー等の走査手段により照明装置からのレーザ光を走査することで被投写面へ画像を投写する、レーザスキャン型のプロジェクタとしても良い。プロジェクタは、スクリーンの一方の面に光を供給し、スクリーンの他方の面から出射される光を観察することで画像を鑑賞する、いわゆるリアプロジェクタであっても良い。

照明装置は、レーザ光源として半導体レーザを用いる場合に限られず、固体レーザ、液体レーザ、ガスレーザ等を用いても良い。本発明の照明装置は、プロジェクタに適用する場合に限られない。例えば、レーザ光を用いて露光を行う露光装置や、レーザ光により照明された像をモニタするモニタ装置等に適用することとしても良い。また、照明装置は、光源部にレーザ光源を用いる場合に限られない。照明装置は、例えば、光源部としてＬＥＤ等の固体光源を用いる構成としても良い。

以上のように、本発明に係る照明装置は、プロジェクタに用いる場合に適している。

本発明の実施例１に係る照明装置の概略構成を示す図。 光源装置、ダイクロイックミラー、及び吸収部の概略構成を示す図。 実施例１の変形例について説明する図。 実施例１の変形例について説明する図。 実施例１の変形例について説明する図。 本発明の実施例２に係るプロジェクタの概略構成を示す図。 実施例２の変形例１に係るプロジェクタの概略構成を示す図。 実施例２の変形例２に係るプロジェクタの概略構成を示す図。 実施例２の変形例３に係るプロジェクタの概略構成を示す図。

符号の説明

１０ 照明装置、１１ 光源装置、１２ ダイクロイックミラー、１３ 吸収部、１４ 拡散レンズ、１５ コリメータレンズ、１６ 第１インテグレータレンズ、１７ レンズ素子、１８ 第２インテグレータレンズ、１９ レンズ素子、２０ 重畳レンズ、Ｉ 照明対象、２１ 励起用レーザ、２２ 第１共振器ミラー、２３ レーザ結晶、２４ ＳＨＧ素子、２５ 第２共振器ミラー、２６ ウィンドウ、２７ 光源用筐体、２８ 固定部、２９ ダイクロイックミラー、３０ 光源装置、３１ レーザ光源、３２ 第１コリメータレンズ、３３ フォーカスレンズ、３４ ＳＨＧ素子、３５ 第２コリメータレンズ、３６ 固定部、４０ 光源装置、４１ レーザ光源、４２ ＳＨＧ素子、４３ 共振器ミラー、５０ プロジェクタ、５１Ｒ Ｒ光用照明装置、５１Ｇ Ｇ光用照明装置、５１Ｂ Ｂ光用照明装置、５２Ｒ Ｒ光用光源装置、５２Ｇ Ｇ光用光源装置、５２Ｂ Ｂ光用光源装置、５３Ｒ Ｒ光用空間光変調装置、５３Ｇ Ｇ光用空間光変調装置、５３Ｂ Ｂ光用空間光変調装置、５４ クロスダイクロイックプリズム、５５ 第１ダイクロイック膜、５６ 第２ダイクロイック膜、５７ 投写レンズ、５８ スクリーン、６０ プロジェクタ、６１ ヒートシンク、７０ プロジェクタ、７１ プロジェクタ用筐体、８０ プロジェクタ、８１Ｒ、８１Ｇ、８１Ｂ 各色光用照明装置、８２ 拡散板

Claims (10)

1. 第１波長の光を射出させる光源部と、前記第１波長の光を、前記第１波長とは異なる波長である第２波長の光へ変換する波長変換素子と、少なくとも前記光源部及び前記波長変換素子を収納する光源用筐体と、を備える光源装置と、
   前記光源装置から射出された前記第１波長の光及び前記第２波長の光を分離させる波長分離部と、を有し、
   前記波長分離部は、前記光源用筐体の外部に設けられることを特徴とする照明装置。
2. 前記第１波長の光が赤外光であって、前記第２波長の光が可視光であることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 前記光源装置からの光を拡散させる拡散部を有し、
   前記波長分離部は、前記光源装置及び前記拡散部の間の光路中に設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。
4. 前記波長分離部は、前記第２波長の光を透過させ、前記第１波長の光を反射させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の照明装置。
5. 前記波長分離部は、前記第２波長の光を反射させ、前記第１波長の光を透過させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の照明装置。
6. 前記波長分離部で分離された前記第１波長の光を吸収する吸収部を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の照明装置。
7. 前記吸収部からの熱を放散させる放熱部を有することを特徴とする請求項６に記載の照明装置。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の照明装置を有し、前記照明装置からの光を用いて画像を形成することを特徴とするプロジェクタ。
9. 少なくとも前記照明装置を収納するプロジェクタ用筐体を有し、
   前記照明装置は、
   第１波長の光を射出させる光源部と、前記第１波長の光を、前記第１波長とは異なる波長である第２波長の光へ変換する波長変換素子と、少なくとも前記光源部及び前記波長変換素子を収納する光源用筐体と、を備える光源装置と、
   前記光源用筐体の外部に設けられ、前記光源装置から射出された前記第１波長の光及び前記第２波長の光を分離させる波長分離部と、
   前記波長分離部で分離された前記第１波長の光を吸収する吸収部と、を有し、
   前記吸収部は、前記プロジェクタ用筐体に取り付けられることを特徴とする請求項８に記載のプロジェクタ。
10. 少なくとも前記照明装置を収納するプロジェクタ用筐体を有し、
    前記照明装置は、
    第１波長の光を射出させる光源部と、前記第１波長の光を、前記第１波長とは異なる波長である第２波長の光へ変換する波長変換素子と、少なくとも前記光源部及び前記波長変換素子を収納する光源用筐体と、を備える光源装置と、
    前記光源用筐体の外部に設けられ、前記光源装置から射出された前記第１波長の光及び前記第２波長の光を分離させる波長分離部と、
    前記波長分離部で分離された前記第１波長の光を拡散させる拡散部と、を有し、
    前記拡散部は、前記プロジェクタ用筐体の外部において前記第１波長の光を拡散させることを特徴とする請求項８に記載のプロジェクタ。

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