JP2008287215A - 光源装置、照明装置、モニタ装置及びプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】基本波レーザ光の波長を変換して供給する光源装置において、周辺設備への悪影響が生じるレベルの基本波レーザ光が、光源装置から外部へ漏洩するのを防止させる。
【解決手段】波長選択ミラー１５は、入射したレーザ光について、波長分離を行い、可視光を光源装置１から外部への射出方向に反射させ、赤外光を透過させる。波長選択ミラー１５を透過した赤外光は、ＩＲアブソーバ１６において吸収される。このとき、吸収されなかった赤外光は、ＩＲアブソーバ１６の散乱面２１によって散乱させられて光エネルギーが減衰する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光源装置、照明装置、モニタ装置及びプロジェクタに関する。

レーザ光源を用いる光源装置において、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）素子が用いられる。このＳＨＧ素子により、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できる。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。ＳＨＧ素子を用いる光源装置として、例えば以下の特許文献１に記載されている光源装置のように、レーザ光を共振させる共振器構造内にＳＨＧ素子を配置する構成が知られている。共振器構造内において基本波レーザ光を共振させて所望の波長に変換されたレーザ光を取り出すことにより、高い波長変換効率でレーザ光を供給することが可能となる。

特開平５−２３５４４１号公報

上記した特許文献１のような構成の光源装置では、共振器構造内において、基本波レーザ光を反射させるために波長選択性を持たせたミラーが用いられる。しかしながら、波長選択性を持たせたミラーであっても、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る。このため、一部の基本波レーザ光が、ミラーを透過して光源装置から外部へそのまま漏洩してしまう可能性がある。たとえば、このような光源装置が画像表示装置に使用され、この基本波レーザ光を赤外光とした場合に、光エネルギーの高い赤外光は、画像が表示されるスクリーンなどの周辺設備に悪影響を与えてしまうことがある。一方、赤外光をＬＤ光源パッケージ内の光源側に戻す方式をとった場合、ＳＨＧ素子の温度制御素子に悪影響を及ぼし、適正温度制御が困難となる。また、光出力モニタを設置した場合には、赤外光線の戻り光の影響で正常なモニタリングができなくなる課題がある。

本発明の目的は、上記した問題に鑑み、基本波レーザ光の波長を変換して供給する光源装置において、周辺設備への悪影響が生じるレベルの基本波レーザ光が、光源装置から外部へ漏洩するのを防止させ、且つ、ＬＤ光源パッケージ内の温度制御、光源出力の安定化を図った、光源装置、照明装置、モニタ装置及びプロジェクタを提供することにある。

本発明に係る光源装置は、第１波長の光を供給する光源部と、前記第１波長の光を当該第１波長の光とは異なる第２波長の光へ変換する波長変換部と、前記第１波長の光が前記光源装置から外部へ漏洩するのを防止させる漏洩防止部とを有し、前記光源部及び前記波長変換部が配置される領域と、前記漏洩防止部が配置される領域とは光学的に分離されていることを特徴とする。ここで、光学的に分離されているとは、漏洩防止部に含まれる光学要素によって生ずる第１波長の光の正反射光が、光源部及び波長変換部が配置される領域に直接戻らないことをいう。

本発明に係る光源装置によれば、光源部から第１波長の光を供給し、波長変換部によって第１波長の光を第２波長の光へ変換する。そして、漏洩防止部によって第１波長の光が外部へ漏洩するのを防止させる。光源部及び波長変換部と、漏洩防止部とは、相互が光学的に分離されている領域に配置されていることから、漏洩防止部に入射した第１波長の光が光源部や波長変換部の領域に戻るのを容易に抑制できる。これにより、第１波長の光を赤外光とした場合に、周辺設備への悪影響が生じるレベルの赤外光が光源装置から外部へ漏洩するのを防止させることができ、赤外光の漏洩に起因する問題に対処でき、ＬＤ光源パッケージ内の温度制御、光源出力の安定化を図ることが可能となる。

上記した本発明に係る光源装置では、前記漏洩防止部は、前記第２波長の光を反射させて前記第１波長の光を透過させる波長分離部と、前記波長分離部を透過した前記第１波長の光を吸収する光吸収部とを有することを特徴とする。

この光源装置によれば、漏洩防止部において、波長分離部は、第２波長の光を反射させて第１波長の光を透過させる。そして、光吸収部は、この透過した第１波長の光を吸収する。ここで、第１波長の光を赤外光とした場合に、この赤外光は、波長分離部を透過して光吸収部に吸収される。これにより、第１波長の光を赤外光とした場合に、赤外光が光源部や波長変換部の領域に戻るのを抑制することができ、周辺設備への悪影響が生じるレベルの赤外光が光源装置から外部へ漏洩するのを防止させることができる。また、ＬＤ光源パッケージ内の温度制御、光源出力の安定化を図ることが可能となる。

上記した本発明に係る光源装置では、前記光吸収部は、前記波長分離部を透過した前記第１波長の光を散乱させる光散乱部を有することを特徴とする。

この光源装置によれば、光吸収部における光散乱部によって第１波長の光を散乱させることができる。これにより、第１波長の光を赤外光とした場合に、赤外光が光源部や波長変換部の領域に戻るのを抑制することができ、第１波長の光を赤外光とした場合に、赤外光の光エネルギーを減衰させて周辺設備への悪影響を弱めさせることができる。また、ＬＤ光源パッケージ内の温度制御、光源出力の安定化を図ることが可能となる。

上記した本発明に係る光源装置では、前記光散乱部における前記第１波長の光が入射する面は、前記入射する第１波長の光軸に対して傾斜していることを特徴とする。

この光源装置によれば、光散乱部は、入射した第１波長の光を、入射方向とは異なる方向に傾けて散乱させることができる。これにより、第１波長の光を赤外光とした場合に、赤外光が光源部や波長変換部の領域に戻るのを抑制することができ、ＬＤ光源パッケージ内の温度制御、光源出力の安定化を図ることが可能となる。

上記した本発明に係る光源装置では、前記光吸収部は、前記波長分離部側に行くに従って径が縮小するテーパ面と、前記テーパ面を反射した前記第１波長の光が前記波長分離部へ入射しないように遮光する遮光部とを含むことを特徴とする。

この光源装置によれば、光吸収部は、入射した第１波長の光を、テーパ面及び遮光部において波長分離部に戻らないように反射させ、吸収することができる。これにより、第１波長の光を赤外光とした場合に、赤外光が光源部や波長変換部の領域に戻るのを抑制することができ、ＬＤ光源パッケージ内の温度制御、光源出力の安定化を図ることが可能となる。

上記した本発明に係る光源装置では、前記光吸収部は、前記波長分離部側に行くに従って径が拡大するテーパ面を含むことを特徴とする。

この光源装置によれば、光吸収部は、入射した第１波長の光を光吸収部のテーパ面において波長分離部に戻らないように反射させ、吸収することができる。これにより、第１波長の光を赤外光とした場合に、赤外光が光源部や波長変換部の領域に戻るのを抑制することができ、ＬＤ光源パッケージ内の温度制御、光源出力の安定化を図ることが可能となる。

上記した本発明に係る光源装置では、前記光吸収部は、放熱部を有することを特徴とする。

この光源装置によれば、光吸収部の放熱部により、波長分離部を透過した第１波長によって生じる光源装置における発熱を放熱することで冷却することができる。

上記した本発明に係る光源装置では、前記光吸収部は、冷却部を有することを特徴とする。

この光源装置によれば、光吸収部の冷却部により、波長分離部を透過した第１波長によって生じる光源装置における発熱を冷却することができる。

上記した本発明に係る光源装置では、前記漏洩防止部は、前記第２波長の光を透過させて前記第１波長の光を反射させる波長分離部と、前記波長分離部によって反射された前記第１波長の光を吸収する光吸収部とを有し、前記光吸収部は、前記反射された第１波長の光が前記波長変換部側の領域へ入射しないように遮光する遮光部を含むことを特徴とする。

この光源装置によれば、漏洩防止部において、波長分離部は、第２波長の光を透過させて第１波長の光を反射させる。そして、光吸収部は、反射した第１波長の光を遮光部によって波長変換部側の領域へ入射しないようにする。ここで、第１波長の光を赤外光とした場合に、この赤外光は、波長分離部において反射され、波長変換部側の領域に戻らずに吸収される。これにより、周辺設備への悪影響が生じるレベルの赤外光が光源装置から外部へ漏洩するのを防止させることができる。

上記した本発明に係る光源装置では、前記光吸収部は、前記反射された第１波長の光の量を検出する光検出部を備え、前記遮光部は、前記光検出部によって反射された光を含む前記第１波長の光が前記波長変換部側の領域へ入射しないように遮光することを特徴とする。

この光源装置によれば、光吸収部に光量を検出する光検出部を備えた場合に、遮光部は、光検出部によって反射された第１波長の光も含めて波長変換部側へ入射しないようにする。これにより、第１波長の光を赤外光とした場合に、光検出部を備えた場合においても、周辺設備への悪影響が生じるレベルの赤外光が光源装置から外部へ漏洩することを防止させることができ、ＬＤ光源パッケージ内の温度制御、光源出力の安定化を図ることが可能となる。

本発明に係る光源装置は、前記波長変換部から射出され、前記漏洩防止部で反射された前記第１波長の光が、前記波長変換部側の領域へ直接入射しないことを特徴とする。

本発明に係る光源装置によれば、波長変換部から射出され、漏洩防止部で反射された第１波長の光が、波長変換部側の領域へ直接入射しない。これにより、第１波長の光を赤外光とした場合に、周辺設備への悪影響が生じるレベルの赤外光が光源装置から外部へ漏洩するのを防止させることができ、赤外光の漏洩に起因する問題に対処でき、ＬＤ光源パッケージ内の温度制御、光源出力の安定化を図ることが可能となる。

前記光源部、前記波長変換部及び前記漏洩防止部を覆うように形成され、前記第２波長の光を射出する開口部が形成された筐体と、前記開口部に設けられたウインドウと、をさらに備え、前記漏洩防止部は、前記漏洩防止部から射出され前記ウインドウによって反射された前記第１波長の光が前記波長変換部側の領域へ直接入射しないように設置されていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。

本発明に係る光源装置によれば、漏洩防止部から射出されウインドウによって反射された第１波長の光が波長変換部側の領域へ直接入射しない。これにより、第１波長の光を赤外光とした場合に、周辺設備への悪影響が生じるレベルの赤外光が光源装置から外部へ漏洩するのを防止させることができ、赤外光の漏洩に起因する問題に対処でき、ＬＤ光源パッケージ内の温度制御、光源出力の安定化を図ることが可能となる。

本発明に係る照明装置は、上記した光源装置を含むことを特徴とする。

本発明に係る照明装置によれば、第１波長の光を赤外光とした場合に、周辺設備への悪影響が生じるレベルの赤外光が照明装置から外部へ漏洩するのを防止させることができ、赤外光の漏洩に起因する問題に対処でき、ＬＤ光源パッケージ内の温度制御、光源出力の安定化を図ることが可能となる。

本発明に係るモニタ装置は、上記した光源装置と、前記光源装置により照射された被写体を撮像する撮像部とを含むことを特徴とする。

本発明に係るモニタ装置によれば、第１波長の光を赤外光とした場合に、周辺設備への悪影響が生じるレベルの赤外光がモニタ装置から外部へ漏洩するのを防止させることができ、赤外光の漏洩に起因する問題に対処でき、ＬＤ光源パッケージ内の温度制御、光源出力の安定化を図ることが可能となる。

本発明に係るプロジェクタは、上記した光源装置と、前記光源装置からの光を利用して、表示面に所望の大きさの画像を表示させる画像形成装置とを含むことを特徴とする。

本発明に係るプロジェクタによれば、第１波長の光を赤外光とした場合に、周辺設備への悪影響が生じるレベルの赤外光がプロジェクタから外部へ漏洩するのを防止させることができ、赤外光の漏洩に起因する問題に対処でき、ＬＤ光源パッケージ内の温度制御、光源出力の安定化を図ることが可能となる。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係る光源装置について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る光源装置の概略構成を示す図である。同図に示すように、光源装置１は、レーザ光源１１、光路変更プリズム１２、ＳＨＧ素子１３、外部共振器１４、波長選択ミラー１５、ＩＲアブソーバ１６及びＩＲ吸収ウインドウ１７を備える。

レーザ光源１１は、光源部として、一又は複数の赤外光からなる基本波レーザ光を供給する。レーザ光源１１は、その発光面に対して略垂直に赤外光を射出する発光素子を有している。レーザ光源１１から射出された赤外光は、光路変更プリズム１２へ入射する。レーザ光源１１としては、例えば、半導体レーザ及び固体レーザ等を用いることができる。
なお、本実施形態においては、赤外光は、第１波長の光として、約８３０ｎｍを超える波長を有する光を示す。また、可視光は、第２波長の光として、約３６０ｎｍ〜約８３０ｎｍの波長を有する光を示す。即ち、赤外光は可視光以外の非可視光に含まれることになる。

光路変更プリズム１２は、入射したレーザ光を光学的に屈折又は反射させる。レーザ光源１１から射出された赤外光は、光路変更プリズム１２において反射されることで光路が略９０°変更されて、ＳＨＧ素子１３へ入射する。光路変更プリズム１２としては、例えば、ガラス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、及び全反射プリズム等を用いることができる。

ＳＨＧ素子１３は、波長変換部として、レーザ光の波長を略半分の波長に変換する波長変換素子である。レーザ光源１１から光路変更プリズム１２を介して射出された赤外光は、ＳＨＧ素子１３を通過することによって可視光に変換される。このとき、ＳＨＧ素子１３の変換効率は約４０％〜５０％程度である。このため、ＳＨＧ素子１３から射出されて外部共振器１４に入射するレーザ光には、赤外光と可視光との両方が含まれる。ＳＨＧ素子１３としては、例えば、非線形光学結晶を用いることができる。

外部共振器１４は、波長選択性を持たせたミラーであり、入射したレーザ光について、赤外光をＳＨＧ素子１３側へ反射させて、可視光を透過させる。反射されたレーザ光は、外部共振器１４とレーザ光源１１との間の光路において反射を繰り返し、増幅される。増幅されたレーザ光のうち、ＳＨＧ素子１３で波長変換された可視光が外部共振器１４から射出される。しかし、外部共振器１４は、所定の波長のレーザ光（赤外光）の全てを反射させるのではなく、一部（約１％〜２％程度）のレーザ光を透過させてしまう。よって、外部共振器１４から射出されるレーザ光には、可視光以外に赤外光も含まれることになる。外部共振器１４から射出されたレーザ光は、波長選択ミラー１５へ入射する。外部共振器１４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。

外部共振器１４において反射され、ＳＨＧ素子１３内を光路変更プリズム１２方向へ通過したレーザ光のうち、可視光は、光路変更プリズム１２において屈折されて、波長選択ミラー１５へ入射する。このとき、この可視光は、ＳＨＧ素子１３及び外部共振器１４を通過しないで波長選択ミラー１５へ直接入射する。

波長選択ミラー１５は、波長分離部として、入射したレーザ光について、所定の波長のレーザ光を反射させ、他の波長のレーザ光を透過させる。ここでは、レーザ光のうち可視光を反射させて赤外光を透過させる。波長選択ミラー１５は、外部共振器１４からの入射光に垂直な面に対して、入射光の進行方向に略４５度傾けて配置されている。よって、波長選択ミラー１５において反射された可視光は、光路が略９０度変更されてＩＲ吸収ウインドウ１７へ入射する。また、波長選択ミラー１５を透過した赤外光は、そのままＩＲアブソーバ１６へ入射する。波長選択ミラー１５としては、例えば、平行平板の入射側表面に誘電体多層膜のような波長選択膜が形成されたガラス等の部材を用いることができる。

ＩＲアブソーバ１６は、光吸収部２５として、入射した赤外光を吸収する。また、ＩＲアブソーバ１６には、レーザ光を散乱する光散乱部としての散乱面２１が形成されており、吸収されなかった赤外光を散乱させる。ＩＲアブソーバ１６は、波長選択ミラー１５からの入射光に垂直な面に対して、入射光の進行方向とは逆方向に略３０度傾けて配置されている。よって、赤外光は、散乱面２１によって少し下向きに散乱する。ＩＲアブソーバ１６としては、例えば、金属製部材の黒アルマイト処理されたアルミニウム板や、成型されたマグネシウムダイキャスト構造、チタンフレームなどの赤外光を吸収する部材を用いることができる。また、散乱面２１は、例えばエッチングや、機械加工等によって部材に粗面を形成することにより得る。

ここで、上記した波長選択ミラー１５及びＩＲアブソーバ１６は、赤外光が光源装置１から外部へ漏洩するのを防止させる漏洩防止部の構成に含まれる。また、図１に示すように、波長選択ミラー１５及びＩＲアブソーバ１６が配置された領域は、レーザ光源１１、光路変更プリズム１２、ＳＨＧ素子１３及び外部共振器１４（以下、レーザ光源１１〜外部共振器１４と称する。）が配置された領域とは異なり、波長選択ミラー１５及びＩＲアブソーバ１６による赤外光の正反射光がレーザ光源１１〜外部共振器１４が配置された領域には直接戻らない配置となっている。したがって、相互の領域は光学的に分離されている。

ＩＲ吸収ウインドウ１７は、赤外光を吸収することで赤外光の透過を低減させる。一方、ＩＲ吸収ウインドウ１７に入射した可視光はＩＲ吸収ウインドウ１７を透過し、光源装置１の外部へ射出される。ＩＲ吸収ウインドウ１７は、筐体１９に形成された開口部２０を完全に塞ぐように設けられている。波長選択ミラー１５において反射されてＩＲ吸収ウインドウ１７に入射する光の中に一部赤外光が含まれる可能性がある。その場合、ＩＲ吸収ウインドウ１７において、含まれた赤外光を吸収し、吸収されなかった赤外光は波長選択ミラー１５へと反射させる。そして、ＩＲ吸収ウインドウ１７において反射された赤外光（破線矢印で示す）は、波長選択ミラー１５をそのまま透過する。ここで、一部赤外光は波長選択ミラー１５において光路が略９０度変更されて外部共振器１４側に戻ることになるが、この赤外光は、光エネルギーが相当減衰されたものである。ＩＲ吸収ウインドウ１７としては、例えば、ＳｉＯ₂を含有するガラス平板にＩＲカット膜をコーティングした部材や、赤外光を吸収するＩＲ吸収ガラスを用いることができる。

ベースプレート１８には、レーザ光源１１〜外部共振器１４が配設されている。ベースプレート１８は、取り付け面が平坦なプレートである。ベースプレート１８としては、熱を伝導させる熱伝導材を用いることができる。また、筐体１９は、光源装置１内部に設置された光学素子を覆うように形成され、赤外光を透過しない部材を用いることができる。

上述したように、本実施形態に係る光源装置１では、波長選択ミラー１５に入射するレーザ光には、可視光以外に赤外光も含まれる。波長選択ミラー１５は、入射したレーザ光について、波長分離を行い、可視光を光源装置１から外部への射出方向に反射させ、赤外光を透過させる。波長選択ミラー１５を透過した赤外光は、ＩＲアブソーバ１６において吸収される。このとき、吸収されなかった赤外光は、ＩＲアブソーバ１６の散乱面２１によって散乱させられて光エネルギーが減衰する。また、レーザ光源１１〜外部共振器１４と、波長選択ミラー１５及びＩＲアブソーバ１６とは、相互が光学的に分離されている領域に配置されていることから、波長選択ミラー１５を透過した赤外光がレーザ光源１１〜外部共振器１４の領域に戻るのを抑制できる。これらにより、周辺設備への悪影響が生じるレベルの赤外光が、光源装置１から外部へ漏洩するのを防止させることができる。

また、ＩＲアブソーバ１６は、入射光の進行方向とは逆方向に略３０度傾けて配置されており、赤外光は、散乱面２１によって少し下向きに散乱する。これにより、散乱させられた赤外光がレーザ光源１１〜外部共振器１４の領域に戻るのを更に抑制できＬＤ光源パッケージ内の温度制御、光源出力の安定化を図ることが可能となる。また、ＩＲ吸収ウインドウ１７において、赤外光が外部へ透過してしまうのを更に重ねて抑制できる。

（第２実施形態）
以下、本発明の第２実施形態に係る光源装置について図面を参照して説明する。

図２は、本発明の第２実施形態に係る光源装置の概略構成を示す図である。同図に示すように、光源装置２は、第１実施形態の光源装置１と同様に、レーザ光源１１〜外部共振器１４、波長選択ミラー１５及びＩＲ吸収ウインドウ１７を備えている。また、光源装置２は、波長選択ミラー１５を透過する光の射出側に、第１実施形態のＩＲアブソーバ１６とは形状が異なるＩＲアブソーバ２６，２７を備えている。なお、レーザ光源１１〜外部共振器１４及びＩＲ吸収ウインドウ１７については、第１実施形態の光源装置１と同様の機能及び構成であるため説明を省略する。

波長選択ミラー１５及びＩＲアブソーバ２６，２７は外部共振器１４からの光の進行方向に配置されて漏洩防止部の構成に含まれる。波長選択ミラー１５は、第１実施形態と同様の機能を有するが、第１実施形態と異なり、外部共振器１４からの入射光に垂直な面に対して略５０度傾けて配置されている。これに伴い、波長選択ミラー１５における反射光の角度が変わることになり、筐体１９における開口部２０及びＩＲ吸収ウインドウ１７の位置は、第１実施形態における位置よりも、外部共振器１４からの光の射出方向に少しずれることになる。これにより、可視光の射出方向と、ＩＲアブソーバ２６における赤外光の反射方向との差が大きくなり、赤外光が外部へ漏洩してしまうのを抑制し易くなる。また、波長選択ミラー１５の傾斜は、ＩＲアブソーバ２６において反射された赤外光が波長選択ミラー１５に入射したときに、波長選択ミラー１５を透過しないで反射する角度となっている。

ＩＲアブソーバ２６，２７は、光吸収部２５として、入射した赤外光を吸収する。ＩＲアブソーバ２６，２７の一方のＩＲアブソーバ２６は、波長選択ミラー１５側に行くに従って径が拡大するテーパ面２８を有する。テーパ面２８は、ＩＲアブソーバ２６において吸収されなかった赤外光を反射させる。そのときに、テーパ面２８で反射された赤外光が、光エネルギーの高いまま波長選択ミラー１５に戻らないように、テーパ面２８の角度が形成されており、吸収と多重反射により赤外光の吸収が可能となる。ＩＲアブソーバ２６，２７としては、赤外光を吸収する部材である金属やＡＢＳ樹脂を用いることができる。

ここで、ＩＲ吸収ウインドウ１７の位置が、第１実施形態の位置よりも、外部共振器１４からの光の射出方向に少しずれているために、ＩＲ吸収ウインドウ１７において反射された赤外光（破線矢印で示す）は、ＩＲアブソーバ２６へ入射する。入射した赤外光は、ＩＲアブソーバ２６において吸収されることから、赤外光が外部共振器１４側に戻ることを防止することができる。

上述したように、本実施形態に係る光源装置２では、波長選択ミラー１５を透過した赤外光は、ＩＲアブソーバ２６に入射して吸収される。このとき、吸収されなかった赤外光は、ＩＲアブソーバ２６のテーパ面２８によって反射させられて、ＩＲアブソーバ２６，２７において吸収される。これにより、周辺設備への悪影響が生じるレベルの赤外光が、光源装置２から外部へ漏洩するのを防止させ、ＬＤ光源パッケージ内の温度制御、光源出力の安定化を図ることができる。

（第３実施形態）
以下、本発明の第３実施形態に係る光源装置について図面を参照して説明する。

図３は、本発明の第３実施形態に係る光源装置の概略構成を示す図である。同図に示すように、光源装置３は、第１実施形態の光源装置１と同様に、レーザ光源１１〜外部共振器１４、波長選択ミラー１５及びＩＲ吸収ウインドウ１７を備えている。また、光源装置３は、第１実施形態の光源装置１とは異なり、波長選択ミラー１５を透過する光の射出側にアパーチャ３１及びヒートシンク３２を備えている。なお、レーザ光源１１〜外部共振器１４及びＩＲ吸収ウインドウ１７については、第１実施形態の光源装置１と同様の機能及び構成であるため説明を省略する。

波長選択ミラー１５、アパーチャ３１及びヒートシンク３２は、外部共振器１４からの光の進行方向に配置されて漏洩防止部の構成に含まれる。波長選択ミラー１５は、第１実施形態と同様の機能を有するが、第１実施形態と異なり、外部共振器１４からの入射光に垂直な面に対して略４０度傾けて配置されている。これに伴い、波長選択ミラー１５における反射光の角度が変わることになり、筐体１９における開口部２０及びＩＲ吸収ウインドウ１７の位置は、第１実施形態における位置より少し外部共振器１４側にずれることになる。これにより、波長選択ミラー１５によって反射される可視光と透過する赤外光との方向の差が大きくなり、赤外光が外部へ漏洩してしまうのを抑制し易くなる。また、ＩＲ吸収ウインドウ１７を通過する領域が長く、吸収される赤外光をより多くすることができる。

アパーチャ３１は、遮光部として、波長選択ミラー１５を透過してヒートシンク３２に入射した赤外光が反射して再び波長選択ミラー１５に戻らないように遮光する。また、アパーチャ３１は、反射されて入射した赤外光を吸収する。アパーチャ３１は、波長選択ミラー１５を透過する赤外光の光路の上下（図３に向かって）に筐体１９と一体となるように設けられている。アパーチャ３１としては、赤外光を吸収する部材を用いることができる。

ヒートシンク３２は、筐体１９の右方向（図３に向かって）に突出する放熱部としての放熱フィン３３を備えている。放熱フィン３３は、波長選択ミラー１５を透過した赤外光によって生じる光源装置３における発熱を放熱することで冷却する。また、ヒートシンク３２は、入射した赤外光を吸収する機能を併せ持つ。ヒートシンク３２は、波長選択ミラー１５側に行くに従って径が縮小するテーパ面３４を有する。テーパ面３４は、ヒートシンク３２において吸収されなかった赤外光を反射させる。テーパ面３４のテーパ角度及びアパーチャ３１は、テーパ面３４で反射された赤外光が波長選択ミラー１５に戻らないように形成されている。ヒートシンク３２及びアパーチャ３１は、光吸収部２５の構成に含まれる。ヒートシンク３２としては、金属等の熱伝導性部材を用いることができる。また、テーパ面３４としては、赤外光を吸収する例えば金属部材や、樹脂部材を用いることができる。

ここで、ＩＲ吸収ウインドウ１７の位置が、第１実施形態より少し外部共振器１４側にずれているために、ＩＲ吸収ウインドウ１７において反射された赤外光（破線矢印で示す）は、外部共振器１４側に戻ることになるが、この赤外光は、光エネルギーが相当減衰されたものである。このＩＲ吸収ウインドウ１７において反射された赤外光が外部共振器１４側に戻ることを防止する遮光部が設けられていてもよい。本実施形態においても、レーザ光源１１〜外部共振器１４から射出された赤外光の波長選択ミラー１５及びＩＲアブソーバ１６による正反射光が外部共振器１４側に直接戻らないことは第１実施形態と同様である。

上述したように、本実施形態に係る光源装置３では、波長選択ミラー１５を透過した赤外光は、ヒートシンク３２のテーパ面３４に入射して吸収される。このとき、吸収されなかった赤外光は、筐体１９の内壁、アパーチャ３１やテーパ面３４によって繰り返し反射させられて吸収される。これにより、周辺設備への悪影響が生じるレベルの赤外光が、光源装置３から外部へ漏洩するのを防止させ、ＬＤ光源パッケージ内の温度制御、光源出力の安定化を図ることができる。また、併せて、ヒートシンク３２の放熱フィン３３により、赤外光によって生じる光源装置３における発熱を効率的に冷却することができる。

（第４実施形態）
以下、本発明の第４実施形態に係る光源装置について図面を参照して説明する。

図４は、本発明の第４実施形態に係る光源装置の概略構成を示す図である。同図に示すように、光源装置４は、第１実施形態の光源装置１と同様に、レーザ光源１１〜外部共振器１４、波長選択ミラー１５及びＩＲ吸収ウインドウ１７を備えている。また、光源装置４は、第１実施形態の光源装置１とは異なり、波長選択ミラー１５を透過する光の射出側に、ヒートシンク４１のみを備えている。なお、レーザ光源１１〜外部共振器１４及びＩＲ吸収ウインドウ１７については、第１実施形態の光源装置１と同様の機能及び構成であるため説明を省略する。

波長選択ミラー１５及びヒートシンク４１は、外部共振器１４からの光の進行方向に配置されて漏洩防止部の構成に含まれる。波長選択ミラー１５は、第２実施形態と同様に、外部共振器１４からの入射光に垂直な面に対して略５０度傾けて配置されている。このため、ＩＲ吸収ウインドウ１７の位置が、第１実施形態における位置よりも外部共振器１４からの光の射出方向に少しずれている。

ヒートシンク４１は、筐体１９の右方向及び上方向（図４に向かって）に突出する２組の放熱フィン３３を備えている。ヒートシンク４１の内部には、冷却部としての液体流路４２を備えている。更に、ヒートシンク４１を支持するベース４６には断熱構造部４４が形成されている。波長選択ミラー１５を透過した赤外光によって生じるヒートシンク４１等における発熱を、放熱フィン３３によって放熱することで冷却し、且つ液体流路４２を冷却用の液体が流通することによって更に冷却する。また、断熱構造部４４は、ヒートシンク４１等における発熱が筐体１９から光源装置４の全体に伝導しないように熱を遮断する。

また、ヒートシンク４１は、入射した赤外光を吸収する機能を併せ持つ。ヒートシンク４１は、光吸収部２５の構成に含まれる。ヒートシンク４１には、レーザ光を散乱する光散乱部としての散乱面４３が形成されており、吸収されなかった赤外光を散乱させる。なお、ここで、散乱面４３を第１実施形態におけるＩＲアブソーバ１６のように、入射光の進行方向とは逆方向に少し傾けて配置しても良い。ヒートシンク４１としては、金属等の熱伝導性部材を用いることができる。また、散乱面４３としては、赤外光を吸収する部材を用いることができ、例えばエッチング等によって部材に粗面を形成する。ベース４６の断熱構造部４４は、例えば、樹脂材や、中空構造又は真空構造等により形成することができる。

ここで、ＩＲ吸収ウインドウ１７の位置が、第１実施形態の位置よりも、外部共振器１４からの光の射出方向に少しずれているために、ＩＲ吸収ウインドウ１７において反射された赤外光（破線矢印で示す）は、波長選択ミラー１５へ入射する。入射した赤外光は、ヒートシンク４１において吸収されることから、赤外光が外部共振器１４側に戻ることを防止することができる。

上述したように、本実施形態に係る光源装置４では、波長選択ミラー１５を透過した赤外光は、ヒートシンク４１の散乱面４３に入射して吸収される。このとき、吸収されなかった赤外光は、散乱面４３によって散乱させられて光エネルギーが減衰する。これにより、周辺設備への悪影響が生じるレベルの赤外光が、光源装置４から外部へ漏洩するのを防止させ、ＬＤ光源パッケージ内の温度制御、光源出力の安定化を図ることができる。また、併せて、ヒートシンク４１の２組の放熱フィン３３及び液体流路４２等により、赤外光によって生じる光源装置４における発熱を更に効率的に冷却することができる。

（第５実施形態）
以下、本発明の第５実施形態に係る光源装置について図面を参照して説明する。

図５は、本発明の第５実施形態に係る光源装置の概略構成を示す図である。同図に示すように、光源装置５は、レーザ光源１１、ＳＨＧ素子１３、外部共振器１４、波長選択ミラー６１、及びレーザ光源１１とＳＨＧ素子１３との間にアパーチャ６２、外部共振器１４と波長選択ミラー６１との間にアパーチャ６３を備えている。また、アパーチャ６３と波長選択ミラー６１との間には、筐体１９において右方向（図５に向かって）に突出する放熱フィン３３を備えている。ここで、レーザ光源１１、ＳＨＧ素子１３及び外部共振器１４については第１実施形態の光源装置１と同様の機能及び構成であるため説明を省略する。

レーザ光源１１から射出された赤外光は、第１実施形態の光源装置１とは異なり、直接ＳＨＧ素子１３へ入射する。そしてＳＨＧ素子１３によって赤外光の一部が可視光に変換され、外部共振器１４とレーザ光源１１との間の光路において反射を繰り返し、増幅後に外部共振器１４から射出される。このとき、外部共振器１４から射出されるレーザ光には、可視光以外に赤外光も含まれる。外部共振器１４から射出されたレーザ光は、波長選択ミラー６１へ入射する。なお、本実施形態におけるレーザ光源１１、ＳＨＧ素子１３及び外部共振器１４の構成に替えて、第１実施形態の光源装置１におけるレーザ光源１１〜外部共振器１４の構成を適用しても良い。

アパーチャ６３及び波長選択ミラー６１は外部共振器１４の上側（図５に向かって）に配置されて漏洩防止部の構成に含まれる。波長選択ミラー６１は、波長分離部として、第１実施形態とは異なり、入射したレーザ光のうち可視光を透過させて赤外光を反射させる。また、アパーチャ６２，６３のそれぞれは、レーザ光の光路の左右（図５に向かって）に筐体１９と一体となるように設けられている。アパーチャ６２は、レーザ光源１１から射出される赤外光のうち放射状に拡がる赤外光を吸収及び反射させ、筐体１９内におけるアパーチャ６２より上側（図５に向かって）の領域に赤外光が散乱するのを抑制する。アパーチャ６３は、波長選択ミラー６１において反射された赤外光を吸収及び多重反射させることにより、赤外光が筐体１９内におけるアパーチャ６３より下側（図５に向かって）の領域に戻らないように遮光する。アパーチャ６３は、遮光部として光吸収部２５の構成に含まれる。アパーチャ６２，６３としては、赤外光を吸収する部材を用いることができる。

上述したように、本実施形態に係る光源装置５では、波長選択ミラー６１に入射するレーザ光には、可視光以外に赤外光も含まれる。波長選択ミラー６１は、入射したレーザ光について、波長分離を行い、可視光を光源装置５から外部へ透過させ、赤外光を反射させる。波長選択ミラー６１において反射された赤外光は、アパーチャ６３において吸収される。そして、吸収されなかった赤外光は、筐体１９の内壁、アパーチャ６３や波長選択ミラー６１によって繰り返し反射させられて吸収される。これにより、周辺設備への悪影響が生じるレベルの赤外光が、光源装置５から外部へ漏洩するのを防止させることができる。

次に、図６は、本発明の第５実施形態に係る光源装置の応用例を示す図である。同図に示すように、光源装置６では、光吸収部２５内に赤外光の光量を検出する光検出部６５と、赤外光を吸収及び反射させるアパーチャ６６とを備えている。波長選択ミラー６１に入射するレーザ光は、図５のレーザ光とは異なり、少し左側から斜めに入射させる。また、アパーチャ６６は、筐体１９の内壁、アパーチャ６６や波長選択ミラー６１で反射された赤外光が、ＳＨＧ素子１３や外部共振器１４側の領域に戻ることがないような角度を設けて配置されている。

上述したように、本実施形態に係る光源装置６では、光吸収部２５内に光検出部６５を備えて、光検出部６５等によって反射された赤外光が、ＳＨＧ素子１３や外部共振器１４側の領域に戻ることがないような構成となっている。これにより、光検出部６５を用いてレーザ光の光量を調整する場合においても、周辺設備への悪影響が生じるレベルの赤外光が、光源装置６から外部へ漏洩するのを防止させ、ＬＤ光源パッケージ内の温度制御、光源出力の安定化を図ることができる。

（第６実施形態）
＜照明装置＞
最初に、本発明を適用した第６実施形態に係る照明装置の概略構成について説明する。
図７は、本発明の第６実施形態に係る照明装置の概略構成図である。同図に示すように、本実施形態に係る照明装置３００は、光源装置１００と、光源装置１００から射出されるレーザ光を拡散させる拡散素子３１０とを備える。光源装置１００は、上記した光源装置１〜６のいずれも適用することができる。なお、同図では光源装置１００を構成するレーザ光源１１、ＳＨＧ素子１３及び外部共振器１４のみを示し、他の構成素子等については省略している。

以上のように構成された照明装置３００によれば、光源装置１００から高い波長変換効率でレーザ光を射出したときに、光源装置１００から拡散素子３１０を介して外部へ赤外光が漏洩してしまうのを防止させることができる。これにより、照明装置３００において、赤外光が周辺設備に悪影響を与えてしまう問題に対処することができ、ＬＤ光源パッケージ内の温度制御、光源出力の安定化を図ることができる。

（第７実施形態）
＜モニタ装置＞
次に、本発明を適用した第７実施形態に係るモニタ装置の概略構成について説明する。
図８は、本発明の第７実施形態に係るモニタ装置の概略構成図である。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とを備える。装置本体４１０は、上記した第６実施形態の光源装置１００を備える。

光伝送部４２０は、光を送る側と受ける側の２本のライトガイド４２２，４２４を備える。各ライトガイド４２２，４２４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４２２の入射側には光源装置１００が配設され、その射出側には拡散板４２６が配設されている。光源装置１００から射出されたレーザ光は、ライトガイド４２２を伝って光伝送部４２０の先端に設けられた拡散板４２６に送られ、拡散板４２６により拡散されて被写体を照射する。

光伝送部４２０の先端には、結像レンズ４２８も設けられており、被写体からの反射光を結像レンズ４２８で受けることができる。その受けた反射光は、受け側のライトガイド４２４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４３０に送られる。この結果、光源装置１００により射出されたレーザ光により、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４３０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、光源装置１００から高い波長変換効率でレーザ光を射出したときに、光源装置１００から光伝送部４２０を介して外部へ赤外光が漏洩してしまうのを防止させることができる。これにより、モニタ装置４００において、赤外光が周辺設備に悪影響を与えてしまう問題に対処することができ、ＬＤ光源パッケージ内の温度制御、光源出力の安定化を図ることができる。

（第８実施形態）
＜プロジェクタ＞
次に、本発明を適用した第８実施形態に係るプロジェクタの概略構成について説明する。
図９は、本発明の第８実施形態に係るプロジェクタの概略構成図である。なお、図９中においては、簡略化のためプロジェクタ５００を構成する筐体は省略している。プロジェクタ５００は、スクリーン５１０に光を供給し、スクリーン５１０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。

プロジェクタ５００は、図９に示すように、赤色光を射出する赤色照明装置５１２Ｒと、緑色光を射出する緑色照明装置５１２Ｇと、青色光を射出する青色照明装置５１２Ｂと、を備える。赤色照明装置５１２Ｒ、緑色照明装置５１２Ｇ、青色照明装置５１２Ｂは、上記した第６実施形態の照明装置３００とそれぞれ同一の構成である。赤色照明装置５１２Ｒ、緑色照明装置５１２Ｇ、青色照明装置５１２Ｂは、それぞれのＳＨＧ素子１３（図７参照）を備える。赤色照明装置５１２Ｒが備えるＳＨＧ素子１３では、赤外光から赤色光への波長変換が行われ、緑色照明装置５１２Ｇが備えるＳＨＧ素子１３では、赤外光から緑色光への波長変換が行われる。また、青色照明装置５１２Ｂが備えるＳＨＧ素子１３では、赤外光から青色光への波長変換が行われる。なお、ＳＨＧ素子を備えずに、レーザ光源から直接、赤色光、緑色光、青色光のレーザ光を射出するものを含んでいても良い。

プロジェクタ５００は、赤色照明装置５１２Ｒ、緑色照明装置５１２Ｇ、青色照明装置５１２Ｂ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液晶ライトバルブ５１４Ｒ，５１４Ｇ，５１４Ｂを含んでいる。更に、プロジェクタ５００は、液晶ライトバルブ５１４Ｒ，５１４Ｇ，５１４Ｂから射出された光を合成して投写レンズ５１６に導くクロスダイクロイックプリズム５１８を含んでいる。また、プロジェクタ５００は、液晶ライトバルブ５１４Ｒ，５１４Ｇ，５１４Ｂ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５１６を含んでいる。

各液晶ライトバルブ５１４Ｒ，５１４Ｇ，５１４Ｂ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５１８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、合成された光は画像形成装置にあたり投写光学系である投写レンズ５１６により表示面であるスクリーン５１０上に投写され、所望の大きさに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、赤色照明装置５１２Ｒ、緑色照明装置５１２Ｇ、青色照明装置５１２Ｂから高い波長変換効率でレーザ光を射出したときに、投写レンズ５１６から外部へ赤外光が漏洩してしまうのを防止させることができる。これにより、プロジェクタ５００において、周辺設備に悪影響を与えてしまう問題に対処することができ、ＬＤ光源パッケージ内の温度制御、光源出力の安定化を図ることができる。

なお、本実施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、色光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良い。
また、プロジェクタは、上記した光源装置１〜６のいずれかを含むレーザ光源装置からのレーザ光をスクリーン上で走査させることにより表示面に所望の大きさの画像を表示させる画像形成装置にあたる走査手段を有する方式のプロジェクタとしても良い。また、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射出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。また、空間光変調装置としては透過型液晶表示装置を用いる場合に限られず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。

以上、本発明の種々の実施の形態について説明したが、本発明はこのような実施の形態に限定されず、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実施形態に係る光源装置の概略構成を示す図。 本発明の第２実施形態に係る光源装置の概略構成を示す図。 本発明の第３実施形態に係る光源装置の概略構成を示す図。 本発明の第４実施形態に係る光源装置の概略構成を示す図。 本発明の第５実施形態に係る光源装置の概略構成を示す図。 本発明の第５実施形態に係る光源装置の応用例を示す図。 本発明の第６実施形態に係る照明装置の概略構成図。 本発明の第７実施形態に係るモニタ装置の概略構成図。 本発明の第８実施形態に係るプロジェクタの概略構成図。

符号の説明

１〜６…光源装置、１１…レーザ光源、１２…光路変更プリズム、１３…ＳＨＧ素子、１４…外部共振器、１５，６１…波長選択ミラー、１６…ＩＲアブソーバ、１７…ＩＲ吸収ウインドウ、１８…ベースプレート、１９…筐体、２０…開口部、２１，４３…散乱面、２５…光吸収部、２６，２７…ＩＲアブソーバ、２８，３４…テーパ面、３１，６２，６３，６６…アパーチャ、３２…ヒートシンク、３３…放熱フィン、４１…ヒートシンク、４２…液体流路、４４…断熱構造部、４６…ベース、６５…光検出部。

Claims (15)

1. 光源装置であって、
   第１波長の光を供給する光源部と、
   前記第１波長の光を当該第１波長の光とは異なる第２波長の光へ変換する波長変換部と、
   前記第１波長の光が前記光源装置から外部へ漏洩するのを防止させる漏洩防止部とを有し、
   前記光源部及び前記波長変換部が配置される領域と、前記漏洩防止部が配置される領域とは光学的に分離されていることを特徴とする光源装置。
2. 前記漏洩防止部は、前記第２波長の光を反射させて前記第１波長の光を透過させる波長分離部と、前記波長分離部を透過した前記第１波長の光を吸収する光吸収部とを有することを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
3. 前記光吸収部は、前記波長分離部を透過した前記第１波長の光を散乱させる光散乱部を有することを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
4. 前記光散乱部における前記第１波長の光が入射する面は、前記入射する第１波長の光軸に対して傾斜していることを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
5. 前記光吸収部は、前記波長分離部側に行くに従って径が縮小するテーパ面と、前記テーパ面を反射した前記第１波長の光が前記波長分離部へ入射しないように遮光する遮光部とを含むことを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
6. 前記光吸収部は、前記波長分離部側に行くに従って径が拡大するテーパ面を含むことを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
7. 前記光吸収部は、放熱部を有することを特徴とする請求項２から６のいずれか一項に記載の光源装置。
8. 前記光吸収部は、冷却部を有することを特徴とする請求項２から７のいずれか一項に記載の光源装置。
9. 前記漏洩防止部は、前記第２波長の光を透過させて前記第１波長の光を反射させる波長分離部と、前記波長分離部によって反射された前記第１波長の光を吸収する光吸収部とを有し、
   前記光吸収部は、前記反射された第１波長の光が前記波長変換部側の領域へ入射しないように遮光する遮光部を含むことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
10. 前記光吸収部は、前記反射された第１波長の光の量を検出する光検出部を備え、
    前記遮光部は、前記光検出部によって反射された光を含む前記第１波長の光が前記波長変換部側の領域へ入射しないように遮光することを特徴とする請求項９に記載の光源装置。
11. 前記波長変換部から射出され、前記漏洩防止部で反射された前記第１波長の光が、前記波長変換部側の領域へ直接入射しないことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
12. 前記光源部、前記波長変換部及び前記漏洩防止部を覆うように形成され、前記第２波長の光を射出する開口部が形成された筐体と、
    前記開口部に設けられたウインドウと、をさらに備え、
    前記漏洩防止部は、前記漏洩防止部から射出され前記ウインドウによって反射された前記第１波長の光が前記波長変換部側の領域へ直接入射しないように設置されていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
13. 請求項１から１２のいずれか一項に記載の光源装置を含むことを特徴とする照明装置。
14. 請求項１から１２のいずれか一項に記載の光源装置と、
    前記光源装置により照射された被写体を撮像する撮像部とを含むことを特徴とするモニタ装置。
15. 請求項１から１２のいずれか一項に記載の光源装置と、
    前記光源装置からの光を利用して、表示面に所望の大きさの画像を表示させる画像形成装置とを含むことを特徴とするプロジェクタ。

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