JP4240122B2 - 光源装置及びその制御方法、照明装置、モニタ装置、並びに画像表示装置 - Google Patents

光源装置及びその制御方法、照明装置、モニタ装置、並びに画像表示装置 Download PDF

Info

Publication number
JP4240122B2
JP4240122B2 JP2007012274A JP2007012274A JP4240122B2 JP 4240122 B2 JP4240122 B2 JP 4240122B2 JP 2007012274 A JP2007012274 A JP 2007012274A JP 2007012274 A JP2007012274 A JP 2007012274A JP 4240122 B2 JP4240122 B2 JP 4240122B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
driving condition
light
pulse driving
condition
pulse
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2007012274A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2008181919A (ja
Inventor
俊司 上島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2007012274A priority Critical patent/JP4240122B2/ja
Priority to US11/972,261 priority patent/US7616671B2/en
Publication of JP2008181919A publication Critical patent/JP2008181919A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4240122B2 publication Critical patent/JP4240122B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3129—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] scanning a light beam on the display screen
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
    • H01S5/4031—Edge-emitting structures
    • H01S5/4062—Edge-emitting structures with an external cavity or using internal filters, e.g. Talbot filters
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141—Constructional details thereof
    • H04N9/315—Modulator illumination systems
    • H04N9/3161—Modulator illumination systems using laser light sources
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3191—Testing thereof
    • H04N9/3194—Testing thereof including sensor feedback
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
    • H01S3/08018—Mode suppression
    • H01S3/0804—Transverse or lateral modes
    • H01S3/0805—Transverse or lateral modes by apertures, e.g. pin-holes or knife-edges
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/106—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity
    • H01S3/108—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity using non-linear optical devices, e.g. exhibiting Brillouin or Raman scattering
    • H01S3/109—Frequency multiplication, e.g. harmonic generation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/0617—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium using memorised or pre-programmed laser characteristics
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
    • H01S5/06804—Stabilisation of laser output parameters by monitoring an external parameter, e.g. temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
    • H01S5/0683—Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
    • H01S5/06835—Stabilising during pulse modulation or generation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/14—External cavity lasers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)

Description

本発明は、光源装置及びその制御方法、照明装置、モニタ装置、並びに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従来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。また、安定した光出力を得るために半導体レーザの駆動電流のフィードバック制御が行われている（例えば、特許文献１参照）。
特開平９−２３２６６５号公報
しかし、従来の構成ではレーザ電流制御、光源装置の温度制御タイミングに関する指定はなく、光源としての利用中に光量のキャリブレーションを実施する場合、キャリブレーション工程において駆動条件の不適合または適合による射出光量の変動による一時的に、観察者の認識できる時間光量の低下または上昇を生じ、照明光が変化を感じる不具合が生ずる。
また、光源装置は、特定波長が共振波長として設定される共振器と、共振器で設定された波長を変換する波長変換素子で構成されている。しかしながら光源装置は、温度により発振波長がシフトすることが知られており、安定的な発振波長で高パワーの出力を得ることが課題となっている。
一方、波長変換素子は、入射した赤外線レーザを例えば半波長に変換する機能を備えるが、赤外光の１Ｅ-2〜１Ｅ-4程度のエネルギー吸収があることが知られており、入射赤外光線に依存した温度変化が発生することとなる。
Ｐ＝ε0χ(1)Ｅ＋ε0χ(2)ＥＥ＋ε0χ(3)ＥＥＥ＋…＝Ｐ(1)＋Ｐ(2)＋Ｐ(3)＋…
（Ｐ：２次高調波パワー ε0：真空中の誘電率、χ(1)、χ(2)、χ(3)、…：非線形の感受率 Ｅ：単位面積当たりのエネルギー密度）
上記の式は、入射光線を波長変換するエネルギー関係を示す式であり、２次３次と高次のエネルギーが加算されることから、高パワーのエネルギー注入されることが高効率化に寄与することが確認できる。逆な見方をすれば、低エネルギーが注入された場合は、熱吸収となるロスが大きくなり波長変換素子の加熱エネルギーが増えることとなる。
一方、波長変換素子であるＰＰＬＮが高効率で動作する温度領域は、一般的にレンジで１度以内であり、高精度での温度制御が要求され、前記のような、赤外レーザ光の条件の変化による温度変化により波長変換素子の収縮、膨張により効率変化が大きくなる。
以上のように、高効率で動作する光源を実現するに当たっては、レーザ光源の温度による波長シフト、発光効率低下、を抑制しつつ、波長変換素子での波長変換効率を維持できるレーザ発光光源の駆動条件の最適化が不可欠である。図１１に示すように、従来のパルス駆動条件設定における経過時間と駆動条件（例えば、パルス幅）の関係は、現在の条件から連続的に変化し、最適点を検出した時点Ａから、オートパワーコントロールにより最適パワーＢに切り替える。連続的に切り替わることから、観察者に照度変化が確認され映像の照度変化を感じさせ良好な映像が得られない。
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、高効率、高出力の光線を得ることができ、明るい映像が得られる光源装置及びその制御方法、照明装置、モニタ装置、並びに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、レーザ光を発する光源と、前記レーザ光をパルス駆動する電源駆動回路と、前記レーザ光の波長を所定の波長に変換する波長変換素子と、前記波長変換素子から発せられる前記レーザ光の光量を検出する光検出器と、前記光検出器によって検出した前記光量に基づき前記波長変換素子から発せられる前記レーザ光の駆動条件を制御する制御部と、を含み、前記制御部は、現在パルス駆動条件による前記光検出器の光量が所定の範囲の外である場合、前記レーザ光の駆動条件を制御することで最適パルス駆動条件を抽出及び設定する最適化設定手段を含み、前記最適パルス駆動条件の抽出では、前記現在パルス駆動条件から前記最適パルス駆動条件の抽出のために所定のパルス駆動条件に変化させた後、所定の時間に前記現在パルス駆動条件に戻す。
本発明によれば、最適パルス駆動条件の抽出で光検出器によって検出されるレーザ光の光量を、所定の時間に現在パルス駆動条件の光量に基づく所定の範囲の光量に戻すことにより、観察者にレーザ駆動条件調整時やレーザ駆動条件変更後のパルス駆動条件変更に伴う光量変化を気づかれることなく最適パルス駆動条件を得ることができる。光源のパルス駆動条件の最適化を図ることで、波長変換素子の温度の最適化を図り、高効率、高出力の光線を得ることができ、明るい映像が得られる光源装置を提供する。
（２）この光源装置において、前記最適化設定手段は、前記レーザ光の駆動パルスの駆動条件を不連続に変化してもよい。
（３）この光源装置において、前記最適化設定手段は、前記最適パルス駆動条件へ変更する際、前記現在パルス駆動条件と前記最適パルス駆動条件との間に、前記現在パルス駆動条件と前記最適パルス駆動条件とは異なる、少なくともひとつのパルス駆動条件を介して変更してもよい。
（４）この光源装置において、前記最適化設定手段は、前記最適パルス駆動条件の光量と前記現在パルス駆動条件の光量との変化が、所定の傾きをもって前記最適パルス駆動条件に変更してもよい。
（５）本発明に係る光源装置の製造方法は、レーザ光を発する工程と、前記レーザ光をパルス駆動する工程と、前記レーザ光の波長を所定の波長に変換する波長変換工程と、前記波長変換工程で発せられるレーザ光の光量を検出する光検出工程と、及び、前記光検出工程で検出した前記光量に基づき前記波長変換工程で発せられるレーザ光の駆動条件を制御する制御工程と、を含み、前記制御工程は、現在パルス駆動条件による前記光検出器の光量が所定の範囲の外である場合、前記レーザ光の駆動条件を制御することで最適パルス駆動条件を抽出及び設定する最適化設定工程を含み、前記最適パルス駆動条件の抽出では、前記現在パルス駆動条件から前記最適パルス駆動条件の抽出のために所定のパルス駆動条件に変化させた後、所定の時間に前記現在パルス駆動条件に戻す。
本発明によれば、最適パルス駆動条件の抽出で光検出器によって検出されるレーザ光の光量を、所定の時間に現在パルス駆動条件の光量に基づく所定の範囲の光量に戻すことにより、観察者にレーザ駆動条件調整時やレーザ駆動条件変更後のパルス駆動条件変更に伴う光量変化を気づかれることなく最適パルス駆動条件を得ることができる。光源のパルス駆動条件の最適化を図ることで、波長変換素子の温度の最適化を図り、高効率、高出力の光線を得ることができ、明るい映像が得られる光源装置の制御方法を提供する。
（６）この光源装置の製造方法において、前記最適化設定工程は、前記レーザ光の駆動パルスの駆動条件を不連続に変化してもよい。
（７）この光源装置の製造方法において、前記最適化設定工程は、前記最適パルス駆動条件へ変更する際、前記現在パルス駆動条件と前記最適パルス駆動条件との間に、前記現在パルス駆動条件と前記最適パルス駆動条件とは異なる、少なくともひとつのパルス駆動条件を介して変更してもよい。
（８）この光源装置の製造方法において、前記最適化設定工程は、前記最適パルス駆動条件の光量と前記現在パルス駆動条件の光量との変化が、所定の傾きをもって前記最適パルス駆動条件に変更してもよい。
（９）本発明に係る照明装置は、上記１〜上記４のいずれか一項に記載の光源装置を有する。
本発明によれば、最適パルス駆動条件の抽出で光検出器によって検出されるレーザ光の光量を、所定の時間に現在パルス駆動条件の光量に基づく所定の範囲の光量に戻すことにより、観察者にレーザ駆動条件調整時やレーザ駆動条件変更後のパルス駆動条件変更に伴う光量変化を気づかれることなく最適パルス駆動条件を得ることができる。光源のパルス駆動条件の最適化を図ることで、波長変換素子の温度の最適化を図り、高効率、高出力の光線を得ることができ、明るい映像が得られる照明装置を提供する。
（１０）本発明に係るモニタ装置は、上記９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、最適パルス駆動条件の抽出で光検出器によって検出されるレーザ光の光量を、所定の時間に現在パルス駆動条件の光量に基づく所定の範囲の光量に戻すことにより、観察者にレーザ駆動条件調整時やレーザ駆動条件変更後のパルス駆動条件変更に伴う光量変化を気づかれることなく最適パルス駆動条件を得ることができる。光源のパルス駆動条件の最適化を図ることで、波長変換素子の温度の最適化を図り、高効率、高出力の光線を得ることができ、明るい映像が得られるモニタ装置を提供する。
（１１）本発明に係る画像表示装置は、上記９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表示する。
本発明によれば、最適パルス駆動条件の抽出で光検出器によって検出されるレーザ光の光量を、所定の時間に現在パルス駆動条件の光量に基づく所定の範囲の光量に戻すことにより、観察者にレーザ駆動条件調整時やレーザ駆動条件変更後のパルス駆動条件変更に伴う光量変化を気づかれることなく最適パルス駆動条件を得ることができ観察中の映像は、映像信号に基づく自然な明るさを得る事が可能となりストレスのない映像が得られる。光源のパルス駆動条件の最適化を図ることで、波長変換素子の温度の最適化を図り、高効率、高出力の光線を得ることができ、明るい映像が得られ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構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る照明装置１００は、図１に示すように、光源装置２００と、この光源装置２００から射出された光を拡散するホログラム素子２０２と、ホログラム素子２０２から射出されたゼロ次光の光量を検出する光検出器としての可視光センサ２０４と、を含む。本実施の形態では、ホログラム素子２０２によって拡散された光は、入力した画像信号に応じて光を変調する液晶ライトバルブ２０６に照射されるものとする。この液晶ライトバルブ２０６は、画像を拡大投写するプロジェクタに用いられるものである。なお、照明装置１００によって照明される対象は、液晶ライトバルブ２０６に限られることはない。
光源装置２００は、光源としての半導体レーザアレイ１０と、遮光板１２と、波長変換素子１４と、反射ミラー１６と、赤外ビームスプリッタ１８と、光検出器としての赤外光センサ２０と、制御部２２と、電源駆動回路２８と、を含んでいる。半導体レーザアレイ１０は、レーザ光（赤外レーザ光）を発する。半導体レーザアレイ１０は、赤外レーザ光が基板面１０ａに対して垂直に射出するＶＣＳＥＬ（Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser）と呼ばれるもので、複数の発光層（活性層）１０ｂが１列に並ぶ１次元のアレイ構造を有する。発光層１０ｂの数は、図の例では４つとなっているが、４つに限る必要はない。
本実施の形態では、このように、半導体レーザアレイ１０としてＶＣＳＥＬ型のものを用いたが、これに換えて、光の共振する方向が基板面に対して平行になる端面発光型のレーザアレイを用いる構成としてもよい。さらには、レーザ光源は、半導体レーザに換えて、固体レーザ、液体レーザ、ガスレーザ、自由電子レーザ等、他の種類のレーザとすることもできる。半導体レーザアレイ１０には、温度センサとしてのサーミスタ２４が取り付けられている。サーミスタ２４は、制御部２２に接続されている。制御部２２は、サーミスタ２４の測定温度が、半導体レーザアレイ１０の赤外レーザ光の射出効率が最も高まる温度（例えば、９０℃）になるように半導体レーザアレイ１０に流す電流量やパルス幅を、電源駆動回路２８を介して調整させることで、半導体レーザアレイ１０から発せられる赤外レーザ光の出力を制御する。電源駆動回路２８は、半導体レーザアレイ１０から発せられる赤外レーザ光をパルス駆動する。
遮光板１２は、半導体レーザアレイ１０と波長変換素子１４との間に配置されており、半導体レーザアレイ１０の発光層１０ｂに対応する位置に貫通口１２ａが設けられている。遮光板１２の外周は、光源装置２００のパッケージに接触している。つまり、この遮光板１２によって、光源装置２００の内部は、半導体レーザアレイ１０が存在する空間と、その他の部材が存在する空間とが分離されていることになる。半導体レーザアレイ１０から垂直方向に射出された光は、遮光板１２の貫通口１２ａを通ることで、波長変換素子１４に導入されることになるが、何らかの原因で垂直以外の方向に赤外レーザ光が射出された場合には、そのレーザ光（以下、不要レーザ光という）は、遮光板１２によって遮光されることになる。つまり、遮光板１２によって、不要レーザ光が温調器３０に直接的あるいは間接的に到達することを抑制することが可能になる。この結果、温調器３０が波長変換素子１４の温度を誤認することが防止され、精度良く、波長変換素子１４の温度を調整することが可能になる。
波長変換素子１４は、赤外レーザ光の波長を所定の波長に変換する。波長変換素子１４は、第２高調波発生（Second Harmonic Generation：ＳＨＧ）の現象を引き起こす素子、すなわち、２個の光子が２倍の振動数をもつ１個の光子に変換される２次の非線形光学現象を引き起こす素子である。この素子は、強誘電体材料に分極反転構造が形成されたものである。波長変換素子１４は、半導体レーザアレイ１０から発せられた赤外レーザ光を内部に導入し、これを、青色や緑色などの可視レーザ光に波長変換する。波長変換素子１４内の分極反転構造は、ニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムを用いた素子において電界印加法により形成されている。なお、分極反転構造の形成方法は、この方法に限る必要もなく、イオン交換による分極反転法、電子ビームによるマイクロドメイン反転法等の他の方法によるものであってもよい。材料についても、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムに限る必要はなく、それぞれの方法における適正な材料を用いる構成とすればよい。
波長変換素子１４には、温度センサと、波長変換素子１４の温度を昇温させるヒータと、波長変換素子１４を冷却するペルチェ素子と、を含む温調器３０が取り付けられている。温調器３０は、温調ユニット２６に接続されている。温調ユニット２６は、制御部２２に接続されている。温調ユニット２６は、温調器３０によって波長変換素子１４の温度を測定し、温調器３０を制御して波長変換素子１４の温度を調整する。制御部２２は、温調ユニット２６の測定温度が、波長変換素子１４の波長変換効率が最も高まる温度（例えば、９０℃）になるように温調ユニット２６を制御して波長変換素子１４の温度を調整する。なお、制御部２２は、半導体レーザアレイ１０に流す電流量やパルス幅を調整させることで、半導体レーザアレイ１０から発せられる赤外レーザ光の出力を制御することもできる。
反射ミラー１６は、波長変換素子１４側の面１６ａにコーティングが施されたものである。このコーティングは、半導体レーザアレイ１０から発せられた励起光に対しては高反射、波長変換素子１４から発した第２高調波に対しては高透過となるものである。一方、半導体レーザアレイ１０の射出側の基板面１０ａには、前記励起光に対しては高透過、前記第２高調波に対しては高反射となるコーティングが施されている。かかる構成により、半導体レーザアレイ１０の基板面１０ａと反射ミラー１６の面１６ａとの間で光共振器が構成される。半導体レーザアレイ１０から射出した赤外レーザ光は、この光共振器内に閉じこめられる形になって、波長変換素子１４内を何回も透過する。波長変換素子１４は、前述したように制御部２２により温度制御されていることから、ノイズの少ない第２高調波を得ることができる。この第２高調波は、反射ミラー１６を透過し、可視光に波長変換されたレーザ光としてホログラム素子２０２に照射される。
赤外ビームスプリッタ１８は、反射ミラー１６を透過した光に含まれる赤外レーザ光を反射し、可視レーザ光を透過するものである。反射された赤外レーザ光は、赤外光センサ２０に照射される。
赤外光センサ２０は、波長変換素子１４から発せられる赤外レーザ光の光量を検出する。赤外光センサ２０は、フォトダイオードによって構成されており、その表面には赤外光のみを透過する赤外光バンドパスフィルタ３２が取り付けられている。
ホログラム素子２０２は、赤外ビームスプリッタ１８を透過した可視レーザ光を入力し、これを液晶ライトバルブ２０６に対して拡散照明する。液晶ライトバルブ２０６は、ホログラム素子２０２を透過した非回折成分のゼロ次光が入射しないように、ホログラム素子２０２に対して所定の角度θだけ平行にずらした位置に配置されている。このように液晶ライトバルブ２０６を配置すれば、ホログラム素子２０２を透過したゼロ次光が液晶ライトバルブ２０６に入射することを抑制することができるため、均一な照明を行うことができる。ホログラム素子２０２には、角度θだけずれて配置された液晶ライトバルブ２０６に対して可視レーザ光を拡散照明するため、予め、計算機合成ホログラム（ＣＧＨ）の手法によって、その角度に光が拡散するように干渉縞が形成されている。このように、ＣＧＨの手法を用いれば、任意の方向および範囲に可視レーザ光を拡散することができる。
可視光センサ２０４は、波長変換素子１４から発せられる可視レーザ光の光量を検出する。可視光センサ２０４は、ホログラム素子２０２を透過したゼロ次光が入射する位置に配置されている。ホログラム素子２０２を用いれば必然的にゼロ次光が発生するため、このような位置に可視光センサ２０４を配置すれば、別途光を分岐させて可視光センサ２０４に入射させる必要がないので、照明量を低下させずに、効率的に可視レーザ光の光量を測定することができる。可視光センサ２０４は、フォトダイオードによって構成されており、その表面には可視光のみを透過する可視光バンドパスフィルタ３４が取り付けられている。
制御部２２は、赤外光センサ２０によって検出した光量に基づき波長変換素子１４から発せられる赤外レーザ光の駆動条件を制御する。制御部２２は、可視光センサ２０４によって検出した光量に基づき波長変換素子１４から発せられる可視レーザ光の駆動条件を制御する。制御部２２は、現在パルス駆動条件による赤外光センサ２０及び／又は可視光センサ２０４の光量が所定の範囲の外である場合、赤外レーザ光の駆動条件を制御することで最適パルス駆動条件を抽出及び設定する最適化設定手段２２Ａを含む。最適パルス駆動条件の抽出では、現在パルス駆動条件から最適パルス駆動条件の抽出のために所定のパルス駆動条件に変化させた後、所定の時間に現在パルス駆動条件に戻す。最適化設定手段２２Ａは、赤外レーザ光の駆動パルスの駆動条件を不連続に変化させる。最適化設定手段２２Ａは、最適パルス駆動条件へ変更する際、現在パルス駆動条件と最適パルス駆動条件との間に、現在パルス駆動条件と最適パルス駆動条件とは異なる、少なくともひとつのパルス駆動条件を介して変更する。最適化設定手段２２Ａは、最適パルス駆動条件の光量と現在パルス駆動条件の光量との変化が、所定の傾きをもって最適パルス駆動条件に変更する。制御部２２は、内部にＣＰＵ、ＲＡＭ、及びＲＯＭを内蔵したマイクロコンピュータとして構成されている。
本実施の形態では、光源装置は、半導体レーザアレイの外側に反射ミラーを用いた、いわゆる外部発振器型のものであるが、これに換えて、内部発振型のレーザ光源を用いた構成としてもよい。
（最適化設定手段）
図２は、本発明の第１の実施の形態に係る最適化設定手段を示す図である。本実施の形態に係る最適化設定手段２２Ａは、半導体レーザアレイ１０への電源駆動回路２８の駆動パルスの駆動条件を不連続に変化させる。ここで駆動パルスの条件とは電流量やパルス幅などである。最適化設定手段２２Ａは、最適パルス駆動条件を抽出する抽出駆動パルスを不連続に変化させる。最適化設定手段２２Ａは、駆動パルスの条件を現在パルス駆動条件から最適パルス駆動条件へ変更する際、現在パルス駆動条件と最適パルス駆動条件との間に、現在パルス駆動条件と最適パルス駆動条件とは異なる、少なくともひとつのパルス駆動条件を介して変更する。最適化設定手段２２Ａは、現在パルス駆動条件とパルス駆動条件との変化が、所定の傾きをもつように最適パルス駆動条件に変更する。
具体的には、図２に示すように、所定の光量を出力する最適パルス駆動条件Ｄを抽出する際、現在パルス条件Ｃで駆動しながら、抽出パルス条件ｄ１，ｄ３，ｄ５，ｄ７，ｄ９，ｄ１１，ｄ１３，ｄ１５で駆動する（ｔ１）。この抽出パルス条件ｄ１，ｄ３，ｄ５，ｄ７，ｄ９，ｄ１１，ｄ１３，ｄ１５での抽出駆動パルスを出力する抽出時間は１／６０秒の単位で行われるので、その間の光量変化は観察者にほとんど気づかれることがない。その後、所定の光量を出力する最適パルス駆動条件へ移行（ｔ２）する際、所定の時間をかけ、最適パルス駆動条件への移行前に異なるパルス駆動条件の設定を行い、観察者に気づかれないようパルス駆動条件の切り替えを行う。人間の輝度変化に対する感度は、約１／６０秒以内の瞬間的変化は感知されないことが知られており、輝度変化も２０ミリ秒〜３０ミリ秒間で２％以下の変化には、鈍感であることが一般的に知られている。
（最適化設定工程）
図３は、本発明の第１の実施の形態に係る最適化設定工程のフローチャートである。この処理は、照明装置１００の起動と同時に制御部２２で制御工程が実行される。制御工程は、現在パルス駆動条件による赤外光センサ２０及び／又は可視光センサ２０４の光量が所定の範囲の外である場合、赤外レーザ光の駆動条件を制御することで最適パルス駆動条件を抽出及び設定する最適化設定工程を含む。最適パルス駆動条件の抽出では、テストされる新条件が、所定の時間内に、現在パルス駆動条件に戻される。最適化設定工程は、赤外レーザ光の駆動パルスの駆動条件を不連続に変化させる。最適化設定工程は、駆動パルスの条件を現在パルス駆動条件から最適パルス駆動条件へ変更する際、現在パルス駆動条件と最適パルス駆動条件との間に、現在パルス駆動条件と最適パルス駆動条件とは異なる、少なくともひとつのパルス駆動条件を介して変更する。最適化設定工程は、最適パルス駆動条件の光量と現在パルス駆動条件の光量との変化が、所定の傾きをもつように最適パルス駆動条件に変更する。
具体的には、図３に示すように、まず、制御部２２は、半導体レーザアレイ１０に流す電流量やパルス幅を現状パルス駆動条件に設定する。制御部２２は、可視光センサ２０４を用いて可視レーザ光の光量ＶＬを測定し、更に、赤外光センサ２０を用いて赤外レーザ光の光量ＩＲを測定する（ステップＳ１００）。
次に、これらの測定値に基づき、その光量ＶＬ，ＩＲが所定の範囲であるかを判断する。（ステップＳ１１０）。この所定の光量は、半導体レーザアレイ１０の赤外レーザ光の射出特性および波長変換素子１４による波長の変換効率特性に基づき、予めＲＡＭに設定された値である。
上記判断の結果、光量ＶＬ，ＩＲが、所定の光量に達していないと判断した場合には（ステップＳ１１０：Ｎｏ）、制御部２２は、半導体レーザアレイ１０に流す電流量やパルス幅を新パルス駆動条件に設定して、半導体レーザアレイ１０から発せられる赤外レーザ光の出力のテストを実行する。このテストでは制御部２２は、可視光センサ２０４を用いて可視レーザ光の光量ＶＬｔｅｓｔを測定し、更に、赤外光センサ２０を用いて赤外レーザ光の光量ＩＲｔｅｓｔを測定する（ステップＳ１２０）。この新パルス駆動条件は、半導体レーザアレイ１０の赤外レーザ光の射出特性および波長変換素子１４による波長の変換効率特性に基づき、予めＲＡＭに設定された値である。
次に、制御部２２は、半導体レーザアレイ１０に流す電流量やパルス幅を現状パルス駆動条件に戻す設定をする（ステップＳ１３０）。
次に、ステップＳ１２０で測定した光量ＶＬｔｅｓｔ，ＩＲｔｅｓｔの測定値に基づき、その光量が前の測定値と比較して改善されているかを判断する（ステップＳ１４０）。この前の測定値は、初回であれば、現状条件設定の光量ＶＬ，ＩＲであり、２回目以降は、前の新パルス駆動条件の光量ＶＬｔｅｓｔ，ＩＲｔｅｓｔになる。
上記判断の結果、光量ＶＬｔｅｓｔ，ＩＲｔｅｓｔが、改善されていると判断した場合には（ステップＳ１４０：Ｙｅｓ）、制御部２２は、光量ＶＬｔｅｓｔ，ＩＲｔｅｓｔが所定の範囲であるかを判断する（ステップＳ１５０）。
上記判断の結果、光量ＶＬｔｅｓｔ，ＩＲｔｅｓｔが、所定の範囲に達していると判断した場合には（ステップＳ１５０：Ｙｅｓ）、その時の半導体レーザアレイ１０に流した電流量やパルス幅をＲＡＭに記憶する（ステップＳ１６０）。こうすることで、次回の最適化設定工程で、この電流量やパルス幅を目標として、半導体レーザアレイ１０の駆動条件の最適化が行われることになる。
次に、新パルス駆動条件を現状パルス駆動条件に移行する（ステップＳ１７０）。
次に、制御部２２は、処理を上記ステップＳ１００に戻す。再び、制御部２２は、半導体レーザアレイ１０に流す電流量やパルス幅を新しく設定された現状パルス駆動条件で、半導体レーザアレイ１０を駆動する。制御部２２は、可視光センサ２０４を用いて可視レーザ光の光量ＶＬを測定し、更に、赤外光センサ２０を用いて赤外レーザ光の光量ＩＲを測定する。
上記ステップＳ１１０において、判断の結果、光量ＶＬ，ＩＲが、所定の範囲に達していると判断した場合には（ステップＳ１１０：Ｙｅｓ）、特に駆動条件を変更する必要はないので、制御部２２は、処理を上記ステップＳ１００に戻す。
上記ステップＳ１４０において、判断の結果、光量ＶＬｔｅｓｔ，ＩＲｔｅｓｔが、改善されていないと判断した場合には（ステップＳ１４０：Ｎｏ）、制御部２２は、半導体レーザアレイ１０に流す電流量やパルス幅を先のテスト条件とは異なる新パルス駆動条件で、半導体レーザアレイ１０から発せられる赤外レーザ光の出力のテストを実行する。このテストでは制御部２２は、可視光センサ２０４を用いて可視レーザ光の光量ＶＬｔｅｓｔを測定し、更に、赤外光センサ２０を用いて赤外レーザ光の光量ＩＲｔｅｓｔを測定する（ステップＳ１８０）。この新パルス駆動条件は、半導体レーザアレイ１０の赤外レーザ光の射出特性および波長変換素子１４による波長の変換効率特性に基づき、予めＲＡＭに設定された値である。
次に、制御部２２は、半導体レーザアレイ１０に流す電流量やパルス幅を現状パルス駆動条件で、半導体レーザアレイ１０から発せられる赤外レーザ光の出力を制御する（ステップＳ１９０）。
次に、ステップＳ１８０で測定した光量ＶＬｔｅｓｔ，ＩＲｔｅｓｔの測定値に基づき、その光量が前の測定値と比較して改善されているかを判断する（ステップＳ２００）。この前の測定値は、初回であれば、現状パルス駆動条件の光量ＶＬ，ＩＲであり、２回目以降は、ひとつ前の新パルス駆動条件の光量ＶＬｔｅｓｔ，ＩＲｔｅｓｔになる。
上記判断の結果、光量ＶＬｔｅｓｔ，ＩＲｔｅｓｔが、改善されていないと判断した場合には（ステップＳ２００：Ｎｏ）、制御部２２は、光量ＶＬｔｅｓｔ，ＩＲｔｅｓｔが所定の範囲内であるかを判断する（ステップＳ２１０）。
上記判断の結果、光量ＶＬｔｅｓｔ，ＩＲｔｅｓｔが、所定の範囲に達していると判断した場合には（ステップＳ２１０：Ｙｅｓ）、制御部２２は、処理をステップＳ１６０へ進め、その時の半導体レーザアレイ１０に流した電流量やパルス幅をＲＡＭに記憶する（ステップＳ１６０）。こうすることで、次回の最適化設定工程で、この電流量やパルス幅を目標として、半導体レーザアレイ１０の最適化が調整されることになる。
上記ステップＳ１５０において、判断の結果、光量ＶＬｔｅｓｔ，ＩＲｔｅｓｔが、所定の範囲に達していないと判断した場合には（ステップＳ１５０：Ｎｏ）、制御部２２は、処理を上記ステップＳ１２０に戻す。再び、制御部２２は、半導体レーザアレイ１０に流す電流量やパルス幅を同様の変化方向側に変更した新パルス駆動条件で、半導体レーザアレイ１０から発せられる赤外レーザ光の出力をテスト制御する。制御部２２は、可視光センサ２０４を用いて可視レーザ光の光量ＶＬｔｅｓｔを測定し、更に、赤外光センサ２０を用いて赤外レーザ光の光量ＩＲｔｅｓｔを測定する。こうすることで、所定の範囲に達するまで、半導体レーザアレイ１０に流す電流量やパルス幅を新パルス駆動条件で、半導体レーザアレイ１０から発せられる赤外レーザ光の出力をテスト制御が行われることになる。
上記ステップＳ２００において、判断の結果、光量ＶＬｔｅｓｔ，ＩＲｔｅｓｔが、改善されていると判断した場合には（ステップＳ２００：Ｙｅｓ）、制御部２２は、処理を上記ステップＳ１８０に戻す。そして再び、制御部２２は、半導体レーザアレイ１０に流す電流量やパルス幅をステップＳ１２０の変化方向と反対である新パルス駆動条件、例えば、ステップＳ１２０で投入エネルギーを大きくした場合は逆に小さくするレーザ駆動条件で、半導体レーザアレイ１０から発せられる赤外レーザ光の出力をテスト制御する。制御部２２は、可視光センサ２０４を用いて可視レーザ光の光量ＶＬｔｅｓｔを測定し、更に、赤外光センサ２０を用いて赤外レーザ光の光量ＩＲｔｅｓｔを測定する（ステップＳ１８０）。この新パルス駆動条件は、半導体レーザアレイ１０の赤外レーザ光の射出特性および波長変換素子１４による波長の変換効率特性に基づき、予めＲＡＭに設定された値である。
上記ステップＳ２１０において、判断の結果、光量ＶＬｔｅｓｔ，ＩＲｔｅｓｔが、所定の範囲に達していないと判断した場合には（ステップＳ２１０：Ｎｏ）、制御部２２は、現在の半導体レーザアレイ１０の状態が、半導体レーザアレイ１０に流す電流量やパルス幅の増減によっても光量が向上しない不測の状態であると判断する。処理を再度、ステップＳ１００に戻す。こうすることで、再び、当該最適化設定工程を最初から実行することができるので、再度、光量の向上を試みることができる。
（パルス駆動条件）
図４は、本発明の第１の実施の形態に係るレーザ光源のパルス駆動条件の図である。本実施の形態に係るレーザ光源のパルス駆動条件の変更は、図４に示すように、半導体レーザアレイ１０に流す変更前パルス駆動条件（図４（Ａ））に対して、パルス駆動条件のパルス幅の変更（ａからａ１へ変更）である（図４（Ｂ））。または、半導体レーザアレイ１０に流す変更前パルス駆動条件（図４（Ａ））に対して、パルス駆動条件の電流量の変更（ｂからｂ１へ変更）である（図４（Ｃ））。さらに、半導体レーザアレイ１０に流す変更前パルス駆動条件（図４（Ａ））に対して、パルス駆動条件のパルス幅の変更（ａからａ２へ変更）及び電流量の変更（ｂからｂ２へ変更）である（図４（Ｄ））。これらを新パルス駆動条件として設定し、半導体レーザアレイ１０から発せられる赤外レーザ光の出力を制御する。
（温度依存性）
図５は、本発明の第１の実施の形態に係る温度依存性を示す図である。本実施の形態に係る半導体レーザの光出力は、図５に示すように、温度依存性がある。例えば、図５（Ａ）は、電流に対する光出力の関係を示すグラフである。電流と光出力との関係は温度依存性があることを示している。また、図５（Ｂ）は、温度に対するしきい値電流及び動作電流を示すグラフである。しきい値電流及び動作電流は温度依存性があることを示している。さらに、図５（Ｃ）は、温度に対するスロープ効率の関係を示すグラフである。スロープ効率は温度依存性があることを示している。
図６は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体レーザの発振波長及びパワー出力の温度依存性を示す図である。例えば、温度が高くなるような変化（Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３＜Ｔ４）に対し、発振波長λは長くなる方向にシフトし、パワー出力Ｐｗは低下する方向にシフトする。
本実施の形態によれば、最適パルス駆動条件の抽出の際にレーザ光の駆動条件を、所定の時間に、現在パルス駆動条件へ戻すことにより、観察者にほとんど気づかれることなく最適パルス駆動条件を得ることができる。光源のパルス駆動条件の最適化を図ることで、波長変換素子の温度の最適化を図り、高効率、高出力の光線を得ることができ、明るい映像が得られる。
（第２の実施の形態）
（最適化設定手段）
図７は、本発明の第２の実施の形態に係る最適化設定手段を示す図である。本実施の形態に係る最適化設定手段２２Ｂ（図１参照）は、現在パルス条件から最適パルス条件への移行と抽出パルス駆動条件の抽出とが連続してなされる。図７に示すように、現在パルス駆動条件Ｅより良い光量を出力する抽出パルス駆動条件ｆ１が求められた場合、その良い光量を出力する抽出パルス駆動条件ｆ１に移行する。その良い光量を出力する抽出パルス駆動条件ｆ１に移行する際、所定の時間をかけ、その良い光量を出力する抽出パルス駆動条件ｆ１への移行前に異なるパルス駆動条件設定を行い、観察者に気づかれないようパルス駆動条件の切り替えを行い、現在パルス駆動条件とする。以降、抽出パルス駆動条件ｆ２〜抽出パルス駆動条件ｆ６に順次切り替え、所定の光量を出力する最適パルス駆動条件Ｆに切り替える。なお、悪い抽出パルス駆動条件には移行しない。
（最適化設定工程）
図８は、本発明の第２の実施の形態に係る最適化設定工程のフローチャートである。この処理が開始されると、図８に示すように、まず、制御部２２は、半導体レーザアレイ１０に流す電流量やパルス幅を現状パルス駆動条件に設定する。制御部２２は、可視光センサ２０４を用いて可視レーザ光の光量ＶＬを測定し、更に、赤外光センサ２０を用いて赤外レーザ光の光量ＩＲを測定する（ステップＳ３００）。
次に、これらの測定値に基づき、その光量ＶＬ，ＩＲが所定の範囲であるかを判断する。（ステップＳ３１０）。この所定の光量は、半導体レーザアレイ１０の赤外レーザ光の射出特性および波長変換素子１４による波長の変換効率特性に基づき、予めＲＡＭに設定された値である。
上記判断の結果、光量ＶＬ，ＩＲが、所定の範囲に達していないと判断した場合には（ステップＳ３１０：Ｎｏ）、制御部２２は、半導体レーザアレイ１０に流す電流量やパルス幅を新パルス駆動条件に設定して、半導体レーザアレイ１０から発せられる赤外レーザ光の出力のテストを実行する。このテストでは制御部２２は、可視光センサ２０４を用いて可視レーザ光の光量ＶＬｔｅｓｔを測定し、更に、赤外光センサ２０を用いて赤外レーザ光の光量ＩＲｔｅｓｔを測定する（ステップＳ３２０）。この新パルス駆動条件は、半導体レーザアレイ１０の赤外レーザ光の射出特性および波長変換素子１４による波長の変換効率特性に基づき、予めＲＡＭに設定された値である。
次に、制御部２２は、半導体レーザアレイ１０に流す電流量やパルス幅を現状パルス駆動条件に戻す設定をする（ステップＳ３３０）。
次に、ステップＳ３２０で測定した光量ＶＬｔｅｓｔ，ＩＲｔｅｓｔの測定値に基づき、その光量が前の測定値と比較して改善されているかを判断する（ステップＳ３４０）。この前の測定値は、初回であれば、現状パルス駆動条件の光量ＶＬ，ＩＲであり、２回目以降は、ひとつ前の新パルス駆動条件の光量ＶＬｔｅｓｔ，ＩＲｔｅｓｔになる。
上記判断の結果、光量ＶＬｔｅｓｔ，ＩＲｔｅｓｔが、改善されていると判断した場合には（ステップＳ３４０：Ｙｅｓ）、その時の半導体レーザアレイ１０に流した電流量やパルス幅をＲＡＭに記憶する（ステップＳ３５０）。こうすることで、次回の最適化設定工程で、この電流量やパルス幅を目標として、半導体レーザアレイ１０の駆動条件の最適化が行われることになる。
次に、新パルス駆動条件を現状条件に移行する（ステップＳ３６０）。
次に、制御部２２は、処理を上記ステップＳ３００に戻す。再び、制御部２２は、半導体レーザアレイ１０に流す電流量やパルス幅を新しく設定された現状パルス駆動条件で、半導体レーザアレイ１０を駆動する。制御部２２は、可視光センサ２０４を用いて可視レーザ光の光量ＶＬを測定し、更に、赤外光センサ２０を用いて赤外レーザ光の光量ＩＲを測定する。
上記ステップＳ３１０において、判断の結果、光量ＶＬ，ＩＲが、所定の範囲に達していると判断した場合には（ステップＳ３１０：Ｙｅｓ）、特に駆動条件を変更する必要はないので、制御部２２は、処理を上記ステップＳ３００に戻す。
上記ステップＳ３４０において、判断の結果、光量ＶＬｔｅｓｔ，ＩＲｔｅｓｔが、改善されていないと判断した場合には（ステップＳ３４０：Ｎｏ）、制御部２２は、半導体レーザアレイ１０に流す電流量やパルス幅をステップＳ３２０のパラメータと比較する。現状の条件から、ステップＳ３２０の条件と異なる側に変更した新パルス駆動条件、例えば、ステップＳ３２０で投入エネルギーを大きくした場合は逆に小さくすることで、半導体レーザアレイ１０から発せられる赤外レーザ光の出力のテストを実行する。このテストでは制御部２２は、可視光センサ２０４を用いて可視レーザ光の光量ＶＬｔｅｓｔを測定し、更に、赤外光センサ２０を用いて赤外レーザ光の光量ＩＲｔｅｓｔを測定する（ステップＳ３７０）。この新パルス駆動条件は、半導体レーザアレイ１０の赤外レーザ光の射出特性および波長変換素子１４による波長の変換効率特性に基づき、予めＲＡＭに設定された値である。
次に、制御部２２は、半導体レーザアレイ１０に流す電流量やパルス幅を現状パルス駆動条件で、半導体レーザアレイ１０から発せられる赤外レーザ光の出力を制御する（ステップＳ３８０）。
次に、ステップＳ３７０で測定した光量ＶＬｔｅｓｔ，ＩＲｔｅｓｔの測定値に基づき、その光量が前の測定値と比較して改善されているかを判断する（ステップＳ３９０）。この前の測定値は、初回であれば、現状パルス駆動条件の光量ＶＬ，ＩＲであり、２回目以降は、ひとつ前の新パルス駆動条件の光量ＶＬｔｅｓｔ，ＩＲｔｅｓｔになる。
上記判断の結果、光量ＶＬｔｅｓｔ，ＩＲｔｅｓｔが、改善されていないと判断した場合には（ステップＳ３９０：Ｎｏ）、制御部２２は、処理をステップＳ３５０へ進め、その時の半導体レーザアレイ１０に流した電流量やパルス幅をＲＡＭに記憶する。こうすることで、次回の最適化設定工程で、この電流量やパルス幅を目標として、半導体レーザアレイ１０の最適化が調整されることになる。
上記ステップＳ３９０において、判断の結果、光量ＶＬｔｅｓｔ，ＩＲｔｅｓｔが、改善されていると判断した場合には（ステップＳ３９０：Ｙｅｓ）、特に駆動条件を変更する必要はないので、制御部２２は、処理を上記ステップＳ３００に戻す。その他の構成及び制御方法については、第１の実施の形態で説明した内容を適用することができる。
（第３の実施の形態）
（モニタ装置の構成）
図９は、本発明の第３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４２０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２００を含む。詳細な図示は省略しているが、光源装置２００は、第１の実施の形態で説明したように、半導体レーザアレイ１０と、遮光板１２と、波長変換素子１４と、反射ミラー１６と、赤外ビームスプリッタ１８と、赤外光センサ２０と、制御部２２と、を含んでいる。
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を含む。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、可視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２００が配設され、その射出側にはホログラム素子２０２、可視光センサ２０４、拡散板４２６が配設されている。光源装置２００から射出した可視レーザ光は、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ホログラム素子２０２に到達し、このホログラム素子２０２によって拡散板４２６が照明され、最終的に、この拡散板４２６によって被写体が照明される。ホログラム素子２０２から射出されたゼロ次光は、可視光センサ２０４に入射する。
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２００により射出した可視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、高出力の光源装置２００により被写体を照射することができることから、カメラ４３０によって明るい画像を撮影することができる。カメラ４３０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３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種々の変形例を適用できることはいうまでもない。
（第４の実施の形態）
（画像表示装置の構成）
図１０は、本発明の第４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１００とそれぞれ同一の構成である。照明装置１００は、半導体レーザアレイ１０と、遮光板１２と、波長変換素子１４と、反射ミラー１６と、赤外ビームスプリッタ１８と、ホログラム素子２０２と、赤外光センサ２０と、可視光センサ２０４と、制御部２２と、を含む。赤色照明装置５０２Ｒが備える波長変換素子１４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１４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１４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液晶ライトバルブ５０４Ｒ，５０４Ｇ，５０４Ｂ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。さらにまた、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４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、登録商標）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構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係る最適化設定手段を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る最適化設定工程のフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態に係るレーザ光源のパルス駆動条件の図である。 本発明の第１の実施の形態に係る温度依存性を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る半導体レーザの発振波長及びパワー出力の温度依存性を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る最適化設定手段を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る最適化設定工程のフローチャートである。 本発明の第３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４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。 従来のパルス駆動条件設定における経過時間と光源出力の関係を示す図である。
符号の説明
１０…半導体レーザアレイ １０ａ…基板面 １０ｂ…発光層（活性層） １２…遮光板 １２ａ…貫通口 １４…波長変換素子 １６…反射ミラー １６ａ…面 １８…赤外ビームスプリッタ ２０…赤外光センサ ２２…制御部 ２２Ａ…最適化手段 ２２Ｂ…最適化手段 ２４…サーミスタ ２６…温調ユニット ２８…電源駆動回路 ３０…温調器 ３２…赤外光バンドパスフィルタ ３４…可視光バンドパスフィルタ １００…照明装置 ２００…光源装置 ２０２…ホログラム素子 ２０４…可視光センサ ２０６…液晶ライトバルブ ４００…モニタ装置 ４１０…装置本体 ４２０…光伝送部 ４２２，４２４…ライトガイド ４２６…拡散板 ４２８…結像レンズ ４３０…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 (11)

  1. レーザ光を発する光源と、
    前記レーザ光を発する光源をパルス駆動する電源駆動回路と、
    前記レーザ光の波長を所定の波長に変換する波長変換素子と、
    前記波長変換素子から発せられる前記レーザ光の光量を検出する光検出器と、
    前記光検出器によって検出した前記光量に基づき前記電源駆動回路が前記光源を駆動する駆動条件を制御する制御部と、
    を含み、
    前記制御部は、現在のパルス駆動条件による前記光検出器の光量が所定の範囲の外である場合、前記駆動条件を制御することで最適パルス駆動条件を抽出し、前記駆動条件を前記現在のパルス駆動条件から抽出された前記最適パルス駆動条件に設定する最適化設定手段を含み、
    前記最適パルス駆動条件を抽出する際には、前記最適パルス駆動条件の抽出のために前記現在のパルス駆動条件から所定のパルス駆動条件に変化させた後、所定の時間後に前記現在のパルス駆動条件に戻すことを特徴とする光源装置。
  2. 請求項１に記載の光源装置において
    前記最適化設定手段は、前記駆動条件を不連続に変化させ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、
    前記最適化設定手段は、前記駆動条件を前記最適パルス駆動条件へ変更する際、前記現在パルス駆動条件と前記最適パルス駆動条件との間に、前記現在パルス駆動条件と前記最適パルス駆動条件とは異なる、少なくともひとつのパルス駆動条件を介して変更す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、
    前記最適化設定手段は、前記駆動条件を前記最適パルス駆動条件へ変更する際、前記最適パルス駆動条件の光量と前記現在パルス駆動条件の光量との変化が、時間の変化に対して所定の傾きをもつように前記駆動条件を変更することを特徴とする光源装置。
  5. レーザ光を発する工程と、
    前記レーザ光を発するようにパルス駆動する工程と、
    前記レーザ光の波長を所定の波長に変換する波長変換工程と、
    前記波長変換工程で発せられるレーザ光の光量を検出する光検出工程と、及び、
    前記光検出工程で検出した前記光量に基づき前記パルス駆動する工程の駆動条件を制御する制御工程と、
    を含み、
    前記制御工程は、現在のパルス駆動条件による前記光検出器の光量が所定の範囲の外である場合、前記駆動条件を制御することで最適パルス駆動条件を抽出し、前記駆動条件を前記現在のパルス駆動条件から抽出された前記最適パルス駆動条件に設定する最適化設定工程を含み、
    前記最適パルス駆動条件を抽出する際には、前記最適パルス駆動条件の抽出のために前記現在のパルス駆動条件から所定のパルス駆動条件に変化させた後、所定の時間後に前記現在のパルス駆動条件に戻すことを特徴とする光源装置の制御方法。
  6. 請求項５に記載の光源装置の制御方法において
    前記最適化設定工程は、前記駆動条件を不連続に変化させることを特徴とする光源装置の制御方法。
  7. 請求項５又は６に記載の光源装置の制御方法において、
    前記最適化設定工程は、前記駆動条件を前記最適パルス駆動条件へ変更する際、前記現在パルス駆動条件と前記最適パルス駆動条件との間に、前記現在パルス駆動条件と前記最適パルス駆動条件とは異なる、少なくともひとつのパルス駆動条件を介して変更することを特徴とする光源装置の制御方法。
  8. 請求項５〜請求項７のいずれか一項に記載の光源装置の制御方法において、
    前記最適化設定工程は、前記駆動条件を前記最適パルス駆動条件へ変更する際、前記最適パルス駆動条件の光量と前記現在パルス駆動条件の光量との変化が、時間の変化に対して所定の傾きをもつように前記駆動条件を変更することを特徴とする光源装置の制御方法。
  9. 請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の光源装置を有することを特徴とする照明装置。
  10. 請求項９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。
  11. 請求項９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表示することを特徴とする画像表示装置。
JP2007012274A 2007-01-23 2007-01-23 光源装置及びその制御方法、照明装置、モニタ装置、並びに画像表示装置 Expired - Fee Related JP4240122B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007012274A JP4240122B2 (ja) 2007-01-23 2007-01-23 光源装置及びその制御方法、照明装置、モニタ装置、並びに画像表示装置
US11/972,261 US7616671B2 (en) 2007-01-23 2008-01-10 Light source device, control method therefor, lighting device, monitor device, and image display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007012274A JP4240122B2 (ja) 2007-01-23 2007-01-23 光源装置及びその制御方法、照明装置、モニタ装置、並びに画像表示装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008181919A JP2008181919A (ja) 2008-08-07
JP4240122B2 true JP4240122B2 (ja) 2009-03-18

Family

ID=39641171

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007012274A Expired - Fee Related JP4240122B2 (ja) 2007-01-23 2007-01-23 光源装置及びその制御方法、照明装置、モニタ装置、並びに画像表示装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7616671B2 (ja)
JP (1) JP4240122B2 (ja)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4462295B2 (ja) * 2007-06-12 2010-05-12 セイコーエプソン株式会社 光源装置及びプロジェクタ
JP5018366B2 (ja) * 2007-09-18 2012-09-05 セイコーエプソン株式会社 レーザ光源装置の駆動方法、レーザ光源装置、画像表示装置、モニタ装置及び照明装置
JP5098803B2 (ja) * 2008-05-21 2012-12-12 パナソニック株式会社 レーザ駆動装置
JP5553195B2 (ja) * 2009-08-19 2014-07-16 東洋紡株式会社 吸着シート
JP2011075919A (ja) * 2009-09-30 2011-04-14 Casio Computer Co Ltd 光源装置、投影装置及び投影方法
CN102414943B (zh) * 2010-03-02 2014-05-07 松下电器产业株式会社 波长转换装置及利用该波长转换装置的图像显示装置
DE102010012604A1 (de) * 2010-03-24 2011-09-29 Osram Opto Semiconductors Gmbh Halbleiterlaserlichtquelle
US9496682B2 (en) * 2012-12-18 2016-11-15 Intel Corporation Laser driver and method of operating a laser
RU2529053C1 (ru) * 2013-03-07 2014-09-27 Закрытое акционерное общество "Полупроводниковые приборы" Драйвер полупроводникового лазера
JP6747910B2 (ja) * 2016-08-10 2020-08-26 浜松ホトニクス株式会社 発光装置
US11031751B2 (en) * 2016-08-10 2021-06-08 Hamamatsu Photonics K.K. Light-emitting device
US10734786B2 (en) 2016-09-07 2020-08-04 Hamamatsu Photonics K.K. Semiconductor light emitting element and light emitting device including same
US11637409B2 (en) 2017-03-27 2023-04-25 Hamamatsu Photonics K.K. Semiconductor light-emitting module and control method therefor
US11646546B2 (en) 2017-03-27 2023-05-09 Hamamatsu Photonics K.K. Semiconductor light emitting array with phase modulation regions for generating beam projection patterns
JP6959042B2 (ja) 2017-06-15 2021-11-02 浜松ホトニクス株式会社 発光装置
JP6807542B2 (ja) * 2017-07-11 2021-01-06 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 光源装置および画像表示装置
CN107561838B (zh) * 2017-09-20 2020-04-17 歌尔股份有限公司 自动色坐标调整方法、激光投影仪和系统
WO2019111787A1 (ja) 2017-12-08 2019-06-13 浜松ホトニクス株式会社 発光装置およびその製造方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09232665A (ja) 1996-02-22 1997-09-05 Hitachi Metals Ltd 出力安定化第二高調波光源
US7082146B2 (en) * 2002-08-16 2006-07-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Device and method for inspecting wavelength-variable semiconductor laser, and method for inspecting coherent source
AU2003262043A1 (en) * 2002-09-10 2004-04-30 The Furukawa Electric Co., Ltd. Wavelength conversion module
US7357513B2 (en) 2004-07-30 2008-04-15 Novalux, Inc. System and method for driving semiconductor laser sources for displays
KR20070047292A (ko) * 2004-07-30 2007-05-04 노바룩스 인코포레이티드 모드-락된 외부 공동 표면 발산 반도체 레이저의 파장 변환장치, 시스템 및 방법
US7322704B2 (en) * 2004-07-30 2008-01-29 Novalux, Inc. Frequency stabilized vertical extended cavity surface emitting lasers
WO2006015133A2 (en) * 2004-07-30 2006-02-09 Novalux, Inc. Projection display apparatus, system, and method
US7305749B2 (en) * 2004-08-04 2007-12-11 Kramer James M Wire terminal crimper
WO2006105258A2 (en) * 2005-03-30 2006-10-05 Novalux, Inc. Manufacturable vertical extended cavity surface emitting laser arrays

Also Published As

Publication number Publication date
US7616671B2 (en) 2009-11-10
JP2008181919A (ja) 2008-08-07
US20080175286A1 (en) 2008-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4240122B2 (ja) 光源装置及びその制御方法、照明装置、モニタ装置、並びに画像表示装置
US7542491B2 (en) Wavelength converter and two-dimensional image display device
US7296897B2 (en) Projection display apparatus, system, and method
US20080013574A1 (en) Laser light source device and image display device
JP5191692B2 (ja) レーザ光源装置及び画像表示装置
US7492506B1 (en) Wavelength converting element, light source device, lighting device, monitoring device, and projector
JP2008508559A (ja) 投射型ディスプレイ装置、システムおよび方法
US8057051B2 (en) Light source device, image display device, and monitor device
JP2009164443A (ja) 光源装置、照明装置及び画像表示装置
JP4887759B2 (ja) 照明装置、照明装置の制御方法及びプロジェクタ
JP4353242B2 (ja) レーザ光源装置の駆動方法
JP2008118001A (ja) 照明装置、照明装置の制御方法、プロジェクタおよびモニタ装置
US7686456B2 (en) Image display apparatus and method
US8259385B2 (en) Methods for controlling wavelength-converted light sources to reduce speckle
JP4946737B2 (ja) 光源装置、照明装置、モニタ装置及び画像表示装置
JP2008140820A (ja) レーザ光源装置の駆動方法、レーザ光源装置、画像表示装置、モニタ装置、照明装置
JP2009038182A (ja) 光源装置、照明装置、プロジェクタおよびモニタ装置
JP2009152524A (ja) 光源装置、照明装置、モニタ装置及び画像表示装置
JP2009094186A (ja) 光源装置、照明装置、モニタ装置及び画像表示装置
JP2009164472A (ja) レーザ光源装置、それを用いた画像表示装置並びにモニタ装置、及び素子温度調整方法。
JP2008186888A (ja) 光源装置、画像表示装置、プロジェクタ、モニタ装置及び光源装置の駆動方法
JP2008152020A (ja) レーザ光源装置、画像表示装置、モニタ装置及び照明装置
JP4894675B2 (ja) 光源装置、照明装置、モニタ装置、画像表示装置、及び光源装置の制御方法
JP2008116784A (ja) 光源装置、照明装置、プロジェクタおよびモニタ装置
JP2008164900A (ja) 光源装置、照明装置、モニタ装置、プロジェクタ、及び光源装置の制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080819

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20081006

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20081202

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20081215

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120109

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4240122

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120109

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130109

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130109

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140109

Year of fee payment: 5

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees