JP2009058716A - Illuminating device, monitoring device and image display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、照明装置、モニタ装置及び画像表示装置、特に、波長変換素子を用いる照明装置の技術に関する。 The present invention relates to a lighting device, a monitor device, and an image display device, and more particularly to a technology of a lighting device using a wavelength conversion element.
近年、プロジェクタの光源装置として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。レーザ光源は、光源からの基本波光をそのままの波長で射出するものの他、基本波光の波長を変換して射出するものが知られている。基本波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。SHG素子を用いることで、容易に入手可能な汎用の光源を用いて、所望の波長かつ十分な光量のレーザ光を供給することが可能となる。 In recent years, a technique using a laser light source as a light source device of a projector has been proposed. Laser light sources have been developed as light sources for projectors with higher output and more colors. Compared with UHP lamps conventionally used as projector light sources, laser light sources have advantages such as high color reproducibility, instant lighting, and long life. As the laser light source, there is known a laser light source that emits the fundamental wave light from the light source with the same wavelength, and a laser light source that converts the wavelength of the fundamental wave light and emits it. As a wavelength conversion element that converts the wavelength of fundamental light, for example, a second-harmonic generation (SHG) element is known. By using the SHG element, it is possible to supply laser light having a desired wavelength and a sufficient amount of light using a general-purpose light source that can be easily obtained.
波長変換素子は、波長変換後の高調波光を射出すると同時に、波長変換がなされていない基本波光も射出する。基本波光は、高調波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こともあり得る。このため、波長変換素子を用いる光源装置は、外部への基本波光の射出を遮断することが望ましい。従来、パッケージ外へ高調波光を透過させるウィンドウで基本波光のみを反射することで、パッケージ外への基本波光の射出を遮断する技術が提案されている。特許文献1の図5には、ウィンドウからレーザ光源の方向以外の方向へ基本波光を反射するための構成が示されている。 The wavelength conversion element emits harmonic light after wavelength conversion, and simultaneously emits fundamental wave light that has not been wavelength-converted. The fundamental light may be emitted from the light source device through the same optical path as the harmonic light or after being scattered in the package of the light source device. For example, when light having a wavelength other than a desired wavelength is mixed in an optical disk device or the like, optical performance may be degraded. In addition, the high-power laser beam may cause a problem that causes discomfort to the human body, particularly the eyes. For this reason, it is desirable for a light source device using a wavelength conversion element to block emission of fundamental wave light to the outside. Conventionally, a technique has been proposed in which only fundamental light is reflected by a window that transmits harmonic light to the outside of the package, thereby blocking emission of the fundamental light to the outside of the package. FIG. 5 of Patent Document 1 shows a configuration for reflecting fundamental light from a window in a direction other than the direction of the laser light source.
光源として用いられる半導体素子は、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、半導体素子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。光源装置内に基本波光を閉じ込める構成では、基本波光は、最終的に光源装置内で熱に変換される。この場合、光源装置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。半導体素子の著しい温度変化は、半導体素子からの基本波光の強度の不安定化、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、光源装置、特に半導体素子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、光源装置内の蓄熱が顕著であるほど、半導体素子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す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モニタ装置及び画像表示装置を提供することを目的とする。 A semiconductor element used as a light source has a property that its output decreases as temperature rises. In order to obtain a high output and a stable output, high heat dissipation performance is required to reduce the temperature rise of the semiconductor element. In the configuration in which the fundamental wave light is confined in the light source device, the fundamental wave light is finally converted into heat in the light source device. In this case, in order to dissipate the heat generated in the light source device, higher heat dissipation performance is required. A significant temperature change of the semiconductor element causes instability of the fundamental wave light from the semiconductor element, wavelength shift, shortening of the lifetime, and the like. A remarkable temperature change of the wavelength conversion element causes a decrease in wavelength conversion efficiency in the wavelength conversion element. Therefore, in order to obtain a stable output and high reliability, high-precision temperature control of the light source device, particularly the semiconductor element and the wavelength conversion element is necessary. On the other hand, temperature control of a semiconductor element and a wavelength conversion element becomes difficult, so that the heat storage in a light source device is remarkable. As described above, according to the conventional technique, it is difficult to reduce the emission of the fundamental wave light and to obtain a stable output and high reliability. The present invention has been made in view of the above-described problems. An illumination device that converts the wavelength of fundamental wave light, reduces emission of the fundamental wave light, has a stable output, and has high reliability. An object is to provide a monitor device and an image display device to be used.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る光源装置は、第1波長の光を射出する光源部と、光源部から射出された第1波長の光の一部を、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波長の光を吸収し、第2波長の光を被照射物へ進行させる波長選択吸収部と、を有し、波長選択吸収部は、光源用筐体の外部に設けられることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a light source device according to the present invention includes a light source unit that emits light of a first wavelength and a part of light of a first wavelength emitted from the light source unit. A light source device comprising: a wavelength conversion element that converts light having a wavelength different from the first wavelength into light having a second wavelength; and a light source casing that houses at least the light source unit and the wavelength conversion element; A wavelength selective absorption unit that absorbs light of the first wavelength and advances light of the second wavelength to the irradiated object, and the wavelength selective absorption unit is provided outside the light source housing. To do.
波長選択吸収部を用いることで、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。光源用筐体の外部で基本波光を吸収することで、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す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。 By using the wavelength selective absorption unit, it is possible to reduce the emission of the fundamental wave light having the first wavelength from the illumination device. By absorbing the fundamental wave light outside the light source casing, the fundamental wave light is not confined in the light source casing, and the temperature rise of the light source device can be reduced. As a result, it is possible to convert the wavelength of the fundamental wave light, reduce the emission of the fundamental wave light, and obtain a lighting device having a stable output and high reliability.
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。 As a preferred embodiment of the present invention, it is desirable that the first wavelength light is infrared light and the second wavelength light is visible light. Thereby, visible light can be supplied by wavelength-converting infrared light. In the present invention, the emission of infrared light from the lighting device can be reduced, and the temperature rise due to the infrared light can be reduced.
また、本発明の好ましい態様としては、波長選択吸収部は、第2波長の光を透過させる光学素子を備えることが望ましい。これにより、高調波光を被照射物へ進行させることができる。 Moreover, as a preferable aspect of the present invention, it is desirable that the wavelength selective absorption section includes an optical element that transmits light of the second wavelength. Thereby, harmonic light can be advanced to the irradiated object.
また、本発明の好ましい態様としては、波長選択吸収部は、第2波長の光を反射する光学素子を備えることが望ましい。これにより、高調波光を被照射物へ進行させることができる。 Moreover, as a preferable aspect of the present invention, it is desirable that the wavelength selective absorption unit includes an optical element that reflects light of the second wavelength. Thereby, harmonic light can be advanced to the irradiated object.
また、本発明の好ましい態様としては、光源装置から射出された光を拡散させる拡散部を有し、波長選択吸収部は、拡散部により拡散された第1波長の光を吸収し、第2波長の光を被照射物へ進行させることが望ましい。拡散部を用いて光を拡散させることで、波長選択吸収部のうち第1波長の光が照射する領域の面積が拡大する。第1波長の光が照射する領域の面積が拡大することで波長選択吸収部が受ける単位面積あたりのエネルギー量が少なくなるため、波長選択吸収部の単位面積ごとの温度上昇を低減させることが可能となる。これにより、基本波光の吸収による波長選択吸収部の温度上昇を低減できる。 Moreover, as a preferable aspect of the present invention, a diffusion unit that diffuses the light emitted from the light source device is included, and the wavelength selective absorption unit absorbs the first wavelength light diffused by the diffusion unit, and the second wavelength. It is desirable to advance the light of the object to the irradiated object. By diffusing light using the diffusing unit, the area of the wavelength selective absorption unit that is irradiated with light of the first wavelength is expanded. Since the amount of energy per unit area received by the wavelength selective absorption unit is reduced by increasing the area of the region irradiated with the light of the first wavelength, it is possible to reduce the temperature rise for each unit area of the wavelength selective absorption unit It becomes. Thereby, the temperature rise of the wavelength selection absorption part by absorption of fundamental wave light can be reduced.
また、本発明の好ましい態様としては、光学素子は、拡散部により拡散された光を平行化させることが望ましい。これにより、拡散部により拡散された光を平行化して被照射物へ進行させることができる。光を平行化させる光学素子に波長選択吸収部の機能を持たせることで、照明装置は、波長選択吸収部を別途設ける場合より部品点数を少なくできる。これにより、光学系の小型化、省スペース化が容易となる。 Moreover, as a preferable aspect of the present invention, it is desirable that the optical element collimates the light diffused by the diffusing section. Thereby, the light diffused by the diffusing portion can be collimated and advanced to the irradiated object. By providing the optical element that collimates the light with the function of the wavelength selective absorption unit, the lighting device can have a smaller number of components than when the wavelength selective absorption unit is separately provided. This facilitates downsizing and space saving of the optical system.
さらに、本発明に係るモニタ装置は、上記の照明装置と、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。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、被写体の照明に不要な基本波光の射出を低減でき、かつ明るく安定した像をモニタすることが可能なモニタ装置を得られる。 Furthermore, a monitor device according to the present invention includes the above-described illumination device and an imaging unit that captures an image of a subject illuminated by the illumination device. By using the illumination device described above, emission of fundamental light can be reduced, and high reliability can be obtained with a stable output. As a result, it is possible to obtain a monitor device that can reduce emission of fundamental wave light unnecessary for illumination of a subject and monitor a bright and stable image.
さらに、本発明に係る画像表示装置は、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表示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、かつ明るく安定した画像を表示可能な画像表示装置を得られる。 Furthermore, an image display device according to the present invention includes the above-described illumination device, and displays an image using light from the illumination device. By using the illumination device described above, emission of fundamental light can be reduced, and high reliability can be obtained with a stable output. As a result, it is possible to obtain an image display apparatus that can reduce emission of fundamental wave light unnecessary for image formation and display a bright and stable image.
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。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
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被照射物Iを照明する。照明装置10は、レーザ光を射出する光源装置11を有する。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a
図2は、光源装置11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。半導体素子21は、例えば、808nmの波長を持つ光を射出する。半導体素子21の出射側には、第1共振ミラー22が設けられている。半導体素子21からの光は、第1共振ミラー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、半導体素子21からの光によって励起され、第1波長の基本波光を射出する。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。半導体素子21及びレーザ結晶23は、基本波光を射出する光源部として機能する。第1波長の基本波光は、例えば赤外光である。第1波長は、例えば1064nmである。
FIG. 2 shows a schematic configuration of the
SHG素子24は、レーザ結晶23及び第2共振ミラー25の間の光路中に設けられている。SHG素子24は、第1波長の基本波光を入射させることにより、第2波長の高調波光を射出する。高調波光は、例えば可視光である。SHG素子24は、光源部から射出された第1波長の基本波光の一部を、第2波長の高調波光へ変換する波長変換素子である。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。
The
第2共振ミラー25は、第1共振ミラー22との間において光を共振させる。第1共振ミラー22及び第2共振ミラー25は、第1波長の基本波光を選択的に反射し、第1波長とは異なる波長(第2波長を含む)の光を透過させる。第1共振ミラー22及び第2共振ミラー25により反射された基本波光は、レーザ結晶23から新たに射出される基本波光と共振して増幅される。第2共振ミラー25を透過した光は、ウィンドウ26の方向へ進行する。
The
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る。光源用筐体27は、半導体素子21、第1共振ミラー22、レーザ結晶23、SHG素子24、及び第2共振ミラー25を収納し、内部を密閉する。半導体素子21から第2共振ミラー25までの各部は、光源用筐体27内において互いに位置決めされて配置されている。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、他の構成に対する位置決めがなされる。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、他の構成に対する位置決めを行うこととしても良い。
The light source casing 27 is a casing that houses a configuration for generating laser light. The light source casing 27 houses the
ウィンドウ26は、光源用筐体27のうち第2共振ミラー25を透過した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共振ミラー25からの光を透過させ、光源用筐体27の外部へ光を射出する。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を用いて光を射出する構成に代えて、光源用筐体27に形成された開口から光を射出する構成としても良い。
The
図1に戻って、拡散レンズ12は、光源装置11から射出された光を拡散させる拡散部である。拡散レンズ12は、光源装置11からの光の拡散により、照明領域を拡大させる。コリメータレンズ13は、拡散レンズ12により拡散された光を平行化させる。第1インテグレータレンズ14は、アレイ状に配列された複数のレンズ素子15を用いて、コリメータレンズ13からの光束を複数に分割する。各レンズ素子15は、被照射物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14の各レンズ素子15は、コリメータレンズ13からの光束を第2インテグレータレンズ16のレンズ素子17近傍にて集光させる。第2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、第1インテグレータレンズ14のレンズ素子15の像を被照射物I上に形成する。
Returning to FIG. 1, the
重畳レンズ18は、第1インテグレータレンズ14の各レンズ素子15の像を被照射物I上で重畳させる。第1インテグレータレンズ14、第2インテグレータレンズ16及び重畳レンズ18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。
The superimposing
コリメータレンズ13は、波長選択吸収部として機能する光学素子である。コリメータレンズ13は、光源装置11から射出した後、拡散レンズ12により拡散された第1波長の基本波光を吸収し、第2波長の高調波光を透過させる。コリメータレンズ13は、光源用筐体27の外部に設けられている。コリメータレンズ13は、ガラス等の透明部材の表面に波長選択膜、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。
The
SHG素子24は、波長変換後の高調波光を射出すると同時に、波長変換がなされていない基本波光も射出する。また、第2共振ミラー25に高い波長選択性を持たせても、SHG素子24からの基本波光の全てを第2共振ミラー25で反射することは困難であって、一部の基本波光は第2共振ミラー25を透過する。第2共振ミラー25を透過した基本波光及び高調波光は、ウィンドウ26を透過した後、拡散レンズ12を経てコリメータレンズ13へ入射する。このように、光源装置11は、基本波光及び高調波光を光源用筐体27の外部へ射出する。
The
コリメータレンズ13へ入射した高調波光は、コリメータレンズ13を透過する。コリメータレンズ13を透過した高調波光は、第1インテグレータレンズ14、第2インテグレータレンズ16、重畳レンズ18、被照射物Iへと進行する。コリメータレンズ13へ入射した基本波光は、コリメータレンズ13で吸収される。
The harmonic light incident on the
波長選択吸収部として機能するコリメータレンズ13を用いることで、照明装置10から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27の外部で基本波光を吸収することで、光源用筐体27内に基本波光を閉じ込めず、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、基本波光を波長変換す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。
By using the
仮に、光源装置11からの基本波光が拡散せずにコリメータレンズ13へ入射する場合、コリメータレンズ13のうち基本波光が集中する部分の温度上昇が生じることとなる。これに対して、拡散レンズ12を用いて基本波光を拡散させることで、コリメータレンズ13のうち基本波光が照射する領域の面積が拡大する。基本波光が照射する領域の面積が拡大することでコリメータレンズ13が受ける単位面積あたりのエネルギー量が少なくなるため、コリメータレンズ13の単位面積ごとの温度上昇を低減させることが可能となる。これにより、基本波光の吸収によるコリメータレンズ13の温度上昇を低減できる。コリメータレンズ13の温度上昇を低減可能とすることで、コリメータレンズ13の放熱も容易にできる。
If the fundamental wave light from the
SHG素子24の波長変換により可視光を得るには、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、高出力の赤外光が漏れ出すことで人体、特に眼に不快感を与える不具合をもたらすことがあり得る。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ることができる。
In order to obtain visible light by wavelength conversion of the
コリメータレンズ13に波長選択吸収部の機能を持たせることで、照明装置10は、波長選択吸収部を別途設ける場合より部品点数を少なくできる。これにより、光学系の小型化、省スペース化が容易となる。照明装置10は、コリメータレンズ13を波長選択吸収部として機能させる場合に限られない。少なくとも、光源用筐体27の外部に設けられた光学素子であれば、波長選択吸収部として機能させることができる。
By providing the
光源装置の構成は、適宜変更しても良い。例えば、図3に示す光源装置30は、レーザ光を発振する半導体レーザ31を有する。光源部である半導体レーザ31は、第1波長の基本波レーザ光を射出する。第1波長は、例えば、920nmである。第1コリメータレンズ32は、半導体レーザ31から発散する基本波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で平行化された光をSHG素子34にて集光させる。
The configuration of the light source device may be changed as appropriate. For example, the
波長変換素子であるSHG素子34は、第1波長の基本波光の一部を第2波長の高調波光へ変換する。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。基本波光のうち、高調波光に変換されなかった光は高調波光とともにSHG素子34から射出する。SHG素子34は、例えば、光を透過させる導波路を持つ構成にできる。フォーカスレンズ33により導波路の位置へ集光させることで、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、他の構成に対する位置決めがなされる。第2コリメータレンズ35は、SHG素子34から発散する光を平行化させる。第2コリメータレンズ35を透過した光は、ウィンドウ26から光源用筐体27外へ射出する。このように、上記の光源装置11と同様、本変形例の光源装置30も、基本波光及び高調波光を光源用筐体27の外部へ射出する。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。
The
図4は、光源装置の他の変形例を示す。図4に示す光源装置40は、半導体素子41のミラー層(不図示)と外部共振器43とを用いて基本波光を共振させる。光源部である半導体素子41は、例えば、1064nmの波長を持つ基本波光を射出する。波長変換素子であるSHG素子42は、第1波長の基本波光の一部を第2波長の高調波光へ変換する。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。基本波光のうち、高調波光に変換されなかった光は高調波光とともにSHG素子42から射出する。SHG素子42は、固定部36上に設けることで、他の構成に対する位置決めがなされる。外部共振器43は、第1波長の基本波光を選択的に反射し、第1波長とは異なる波長(第2波長を含む)の光を透過させる。上記の光源装置11に設けられた第2共振ミラー25と同様、外部共振器43は、一部の基本波光を透過させる。そのため、上記光源装置11と同様、本変形例の光源装置40も、基本波光及び高調波光を光源用筐体27の外部へ射出する。
FIG. 4 shows another modification of the light source device. The
図5は、本発明の実施例2に係る照明装置50の概略構成を示す。上記実施例と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。コリメータレンズ51は、光源装置11から射出された第1波長の基本波光、第2波長の高調波光のいずれも透過させる。コリメータレンズ51を透過した基本波光及び高調波光は、第1インテグレータレンズ14、第2インテグレータレンズ16及び重畳レンズ18を透過する。
FIG. 5 shows a schematic configuration of the
反射ミラー52は、重畳レンズ18からの光が入射する位置に配置されている。反射ミラー52は、重畳レンズ18からの光に対して傾きを持たせて配置されている。反射ミラー52は、波長選択吸収部として機能する光学素子である。反射ミラー52は、光源装置11から射出された後拡散レンズ12により拡散された第1波長の基本波光を吸収し、第2波長の高調波光を反射する。反射ミラー52は、光源用筐体27(図2参照)の外部に設けられている。反射ミラー52は、アルミニウム等の高反射性部材の表面に波長選択膜、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。
The
反射ミラー52へ入射した高調波光は、反射ミラー52で反射する。反射ミラー52で反射した高調波光は、光路が折り曲げられ、被照射物Iへと進行する。反射ミラー52へ入射した基本波光は、反射ミラー52で吸収される。波長選択吸収部として機能する反射ミラー52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。拡散レンズ12により拡散された基本波光を反射ミラー52へ入射させることで、基本波光の吸収による反射ミラー52の温度上昇を低減できる。従って、反射ミラー52の放熱も容易にできる。
The harmonic light incident on the
反射ミラー52に波長選択吸収部の機能を持たせることで、照明装置50は、波長選択吸収部を別途設ける場合より部品点数を少なくできる。これにより、光学系の小型化、省スペース化が容易となる。なお、波長選択吸収部として機能する反射ミラー52は、光源用筐体27の外部の光路中のいずれの位置に配置することとしても良い。光源装置の構成は、上記実施例と同様、適宜変更しても良い。
By providing the
図6は、本発明の実施例3に係るプロジェクタ60の概略構成を示す。プロジェクタ60は、スクリーン68に光を供給し、スクリーン68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60は、赤色(R)光用照明装置61R、緑色(G)光用照明装置61G、青色(B)光用照明装置61Bを有する。プロジェクタ60は、各色光用照明装置61R、61G、61Bからの光を用いて画像を表示する画像表示装置である。
FIG. 6 shows a schematic configuration of a
各色光用照明装置61R、61G、61B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61Rは、R光を供給する照明装置である。R光用照明装置61Rは、例えば、660nmの波長の高調波光を射出するR光用光源装置62Rを有する。G光用照明装置61Gは、G光を供給する照明装置である。G光用照明装置61Gは、例えば、532nmの波長の高調波光を射出するG光用光源装置62Gを有する。B光用照明装置61Bは、B光を供給する照明装置である。B光用照明装置61Bは、例えば、460nmの波長の高調波光を射出するB光用光源装置62Bを有する。
Each of the color
R光用照明装置61RからのR光は、R光用照明装置61Rの被照射物であるR光用空間光変調装置63Rへ入射する。R光用空間光変調装置63Rは、R光用照明装置61Rからの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63R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64へ入射する。
The R light from the R
G光用照明装置61GからのG光は、G光用照明装置61Gの被照射物であるG光用空間光変調装置63Gへ入射する。G光用空間光変調装置63Gは、G光用照明装置61Gからの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63Gで変調されたG光は、クロスダイクロイックプリズム64のうちR光が入射する面とは異なる面へ入射する。
The G light from the G
B光用照明装置61BからのB光は、B光用照明装置61Bの被照射物であるB光用空間光変調装置63Bへ入射する。B光用空間光変調装置63Bは、B光用照明装置61Bからの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63Bで変調されたB光は、クロスダイクロイックプリズム64のうちR光が入射する面、及びG光が入射する面とは異なる面へ入射する。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。
The B light from the B
クロスダイクロイックプリズム64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65、66を有する。第1ダイクロイック膜65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66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64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67の方向へ射出する。投写レンズ67は、クロスダイクロイックプリズム64で合成された光をスクリーン68に向けて投写する。
The cross
上記の照明装置10と同様の構成を有する各色光用照明装置61R、61G、61B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、かつ明るく安定した画像を表示できるという効果を奏する。なお、各色光用照明装置61R、61G、61Bは、上記実施例2の照明装置50と同様の構成であっても良い。
By using each color
波長選択吸収部として機能する光学素子は、光路中、空間光変調装置63R、63G、63Bより光源装置62R、62G、62B側に設けることが望ましい。空間光変調装置63R、63G、63Bの手前で基本波光を吸収することで、空間光変調装置63R、63G、63Bの劣化を低減できる。また、波長選択吸収部として機能する光学素子は、1つの色光が入射するものである他、複数の色光が入射するものであっても良い。例えば、複数の色光を波長選択ミラーにより分離する構成とする場合に、基本波光を吸収する機能を波長選択ミラーに持たせても良い。
The optical element functioning as the wavelength selective absorption unit is desirably provided on the
プロジェクタ60は、各色光用照明装置61R、61G、61Bがいずれも上記各実施例のいずれかの照明装置と同様の構成である場合に限られない。例えば、R光用照明装置61Rは、SHG素子を用いず光源部からの基本波光をそのまま射出する光源装置を用いることとしても良い。
The
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光源装置からのレーザ光を走査させ、被照射面において画像を表示するレーザスキャン型のプロジェクタであっても良い。プロジェクタは、画像情報を持たせたスライドを用いるスライドプロジェクタであっても良い。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射出す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。 The projector is not limited to the case where a transmissive liquid crystal display device is used as the spatial light modulation device. As the spatial light modulator, a reflective liquid crystal display (Liquid Crystal On Silicon; LCOS), DMD (Digital Micromirror Device), GLV (Grating Light Valve), or the like may be used. The projector is not limited to a configuration including a spatial light modulator for each color light. The projector may be configured to modulate two or three or more color lights with one spatial light modulator. The projector is not limited to the case where the spatial light modulator is used. The projector may be a laser scanning projector that scans the laser light from the light source device by scanning means such as a galvanometer mirror and displays an image on the irradiated surface. The projector may be a slide projector that uses a slide having image information. The projector may be a so-called rear projector that supplies light to one surface of the screen and observes an image by observing light emitted from the other surface of the screen.
図7は、本発明の実施例4に係るモニタ装置70の概略構成を示す。モニタ装置70は、装置本体71と、光伝送部72とを有する。装置本体71は、上記実施例1で説明した光源装置11(図2参照)を備える。光伝送部72は、2つのライトガイド74、75を有する。光伝送部72のうち被写体(不図示)側の端部には、拡散板76及び結像レンズ77が設けられている。光源装置の構成は、上記実施例と同様、適宜変更しても良い。
FIG. 7 shows a schematic configuration of a
フォーカスレンズ78は、光源装置11からの光を第1ライトガイド74の入射面で集光させる。フォーカスレンズ78は、波長選択吸収部として機能する光学素子である。フォーカスレンズ78は、光源装置11から射出した第1波長の基本波光を吸収し、第2波長の高調波光を透過させる。第1ライトガイド74は、光源装置11からの高調波光を被写体へ伝送する。拡散板76は、第1ライトガイド74の射出側に設けられている。第1ライトガイド74内を伝播した光は、拡散板76を透過することにより、被写体側にて拡散する。光源装置11から拡散板76までの光路中の各部は、被写体を照明する照明装置を構成する。
The
第2ライトガイド75は、被写体からの光をカメラ73へ伝送する。結像レンズ77は、第2ライトガイド75の入射側に設けられている。結像レンズ77は、被写体からの光を第2ライトガイド75の入射面で集光させる。被写体からの光は、結像レンズ77により第2ライトガイド75へ入射した後、第2ライトガイド75内を伝播してカメラ73へ入射する。
The second
第1ライトガイド74、第2ライトガイド75としては、多数の光ファイバを束ねたものを用いることができる。光ファイバを用いることで、光を遠方へ伝送させることができる。カメラ73は、装置本体71内に設けられている。カメラ73は、照明装置により照明された被写体を撮像する撮像部である。第2ライトガイド75から入射した光をカメラ73へ入射させることで、カメラ73による被写体の撮像ができる。
As the
本実施例においても、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、被写体の照明に不要な基本波光の射出を低減でき、かつ明るく安定した像をモニタすることができるという効果を奏する。なお、モニタ装置70は、フォーカスレンズ78を波長選択吸収部として機能させる場合に限られない。少なくとも、光源用筐体の外部に設けられた光学素子であれば、波長選択吸収部として機能させることができる。モニタ装置70は、高調波光を反射する光学素子を波長選択吸収部として機能させることとしても良い。
Also in this embodiment, the emission of fundamental light can be reduced, and high reliability can be obtained with a stable output. As a result, it is possible to reduce the emission of fundamental light unnecessary for illumination of the subject and to monitor a bright and stable image. The
本発明の照明装置は、画像表示装置である液晶ディスプレイに適用しても良い。本発明の照明装置に導光板を用いることにより、液晶パネルを照明することができる。この場合も、明るく安定した画像を表示することができる。本発明の照明装置は、モニタ装置や画像表示装置に適用される場合に限られない。本発明の照明装置は、例えば、レーザ光を用いた露光のための露光装置やレーザ加工装置等の光学系に用いても良い。 The illumination device of the present invention may be applied to a liquid crystal display that is an image display device. A liquid crystal panel can be illuminated by using a light guide plate for the lighting device of the present invention. Also in this case, a bright and stable image can be displayed. The illumination device of the present invention is not limited to being applied to a monitor device or an image display device. The illumination device of the present invention may be used for an optical system such as an exposure device for exposure using laser light or a laser processing device, for example.
以上のように、本発明に係る照明装置は、画像表示装置やモニタ装置に用いる場合に適している。 As described above, the illumination device according to the present invention is suitable for use in an image display device or a monitor device.
10 照明装置、11 光源装置、12 拡散レンズ、13 コリメータレンズ、14 第1インテグレータレンズ、15、17 レンズ素子、16 第2インテグレータレンズ、18 重畳レンズ、I 被照射物、21 半導体素子、22 第1共振ミラー、23 レーザ結晶、24 SHG素子、25 第2共振ミラー、26 ウィンドウ、27 光源用筐体、28 固定部、30 光源装置、31 半導体レーザ、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 半導体素子、42 SHG素子、43 外部共振器、50 照明装置、51 コリメータレンズ、52 反射ミラー、60 プロジェクタ、61R R光用照明装置、61G G光用照明装置、61B B光用照明装置、62R R光用光源装置、62G G光用光源装置、62B B光用光源装置、63R R光用空間光変調装置、63G G光用空間光変調装置、63B B光用空間光変調装置、64 クロスダイクロイックプリズム、65 第1ダイクロイック膜、66 第2ダイクロイック膜、67 投写レンズ、68 スクリーン、70 モニタ装置、71 装置本体、72 光伝送部、73 カメラ、74 第1ライトガイド、75 第2ライトガイド、76 拡散板、77 結像レンズ、78 フォーカスレンズ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Illuminating device, 11 Light source device, 12 Diffuse lens, 13 Collimator lens, 14 1st integrator lens, 15, 17 Lens element, 16 2nd integrator lens, 18 Superimposing lens, I Irradiated object, 21 Semiconductor element, 22 1st Resonant mirror, 23 Laser crystal, 24 SHG element, 25 Second resonant mirror, 26 Window, 27 Light source casing, 28 Fixed part, 30 Light source device, 31 Semiconductor laser, 32 First collimator lens, 33 Focus lens, 34 SHG Element, 35 Second collimator lens, 36 Fixed part, 40 Light source device, 41 Semiconductor element, 42 SHG element, 43 External resonator, 50 Illumination device, 51 Collimator lens, 52 Reflection mirror, 60 Projector, 61R R light illumination device , 61G G light illumination device, 6 BB light illumination device, 62R R light source device, 62G G light light source device, 62B B light source device, 63R R light spatial light modulation device, 63G G light spatial light modulation device, 63B for B light Spatial light modulator, 64 cross dichroic prism, 65 first dichroic film, 66 second dichroic film, 67 projection lens, 68 screen, 70 monitor device, 71 device body, 72 light transmission unit, 73 camera, 74 first light guide 75 Second light guide, 76 Diffuser, 77 Imaging lens, 78 Focus lens
Claims (8)
前記光源装置から射出された前記第1波長の光を吸収し、前記第2波長の光を被照射物へ進行させる波長選択吸収部と、を有し、
前記波長選択吸収部は、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。 A light source unit that emits light of a first wavelength, and wavelength conversion that converts part of the light of the first wavelength emitted from the light source unit into light of a second wavelength that is a wavelength different from the first wavelength A light source device comprising: an element; and a light source housing that houses at least the light source unit and the wavelength conversion element;
A wavelength selective absorption unit that absorbs the light of the first wavelength emitted from the light source device and advances the light of the second wavelength to the irradiation object,
The wavelength selective absorption unit is provided outside the light source casing.
前記波長選択吸収部は、前記拡散部により拡散された前記第1波長の光を吸収し、前記第2波長の光を前記被照射物へ進行させることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の照明装置。 A diffusion unit that diffuses the light emitted from the light source device;
The said wavelength selection absorption part absorbs the light of the said 1st wavelength diffused by the said spreading | diffusion part, and advances the light of the said 2nd wavelength to the said to-be-irradiated object, The any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned. The lighting device according to claim 1.
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。 The lighting device according to any one of claims 1 to 6,
An image pickup unit for picking up an image of a subject illuminated by the illumination device.
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