JP4353242B2 - レーザ光源装置の駆動方法 - Google Patents

Description

本発明は、レーザ光源の駆動方法、レーザ光源装置、画像表示装置、モニタ装置、照明装置に関するものである。

投射型画像表示装置用の光源として、超高圧水銀ランプなどの放電ランプが用いられるのが一般的である。しかし、このような放電ランプは、寿命が比較的短い、色再現性範囲が狭い等の課題がある。そこで近年、このような放電ランプの代わりに、単色光を照射するレーザ光源を用いた投射型画像表示装置が提案されている。レーザ光源は、射出光の１／２波長の光を得る波長変換素子（ＳＨＧ素子）に組み合わせることで用いられる。

上記波長変換素子は、温度許容範囲が狭く、しかも環境温度の影響により温度条件が変化すると安定した出力が得られなくなるといった問題がある。そこで、温度検出・温度コントロール機構を設け、環境温度に応じて波長変換素子を含む共振器の温度を、例えばペルチェ素子を用いることで変化させ、安定したレーザ出力を得るレーザ装置がある（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−２２８５５２号公報

上述したように、波長変換素子は温度許容範囲が狭いことから所定温度（一定値）になるまで良好に機能せず、所望のレーザ光を得ることができない。ところで、投射型画像表示装置の光源にレーザ光を用いる場合、レーザ発光を瞬時に得られることが望まれる。そこで、ペルチェ素子を用いて波長変換素子を所定温度に制御し、所望のレーザ光を得ることが考えられる。しかしながら、ペルチェ素子では波長変換素子を所定温度に到達させるのに時間を要し、短時間で所望のレーザ光を得ることが困難となる。また、上記ペルチェ素子に代えてヒータを用いることで波長変換素子を直接加熱する方法も考えられるが、波長変換素子は急激な温度上昇が生じるとオーバーシュートが生じ、結果的に所定温度に落ち着くまでに時間を要してしまう。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、所望の光量をより早い時間で得る、レーザ光源の駆動方法、レーザ光源装置、画像表示装置、モニタ装置、照明装置を提供することを目的としている。

本発明のレーザ光源装置の駆動方法によれば、レーザ光源と、該レーザ光源から射出された光を波長変換する波長変換素子と、前記レーザ光源との間で共振器構造をなす共振器ミラーと、を備えたレーザ光源装置の駆動方法であって、前記レーザ光源から射出される光が初期駆動時に対し経時的に小さくなるように、前記レーザ光源を駆動させることを特徴とする。

レーザ光源から射出される光は、レーザ光源に投入する電流および電圧によって調整することができる。そこで、本発明のレーザ光源装置の駆動方法によれば、初期駆動時の電流投入によってレーザ光源から発せられた光によって波長変換素子が暖められ、該波長変換素子は所定温度に到達する以前に、オーバーシュートが生じ安定状態となる。このとき、レーザ光源に投入される電流が初期駆動時に対し経時的に小さくなるように、前記レーザ光源を駆動しているので、上記のオーバーシュートが低減され、より短時間で波長変換素子を所定温度で安定した状態（定常状態）に到達させることができる。したがって、駆動温度許容幅の狭い波長変換素子をより早く使用可能な状態とすることができ、レーザの瞬時点灯、すなわち所望の光量を短時間で得ることができる。

また、上記レーザ光源装置の駆動方法においては、前記レーザ光源を駆動させる際に、前記波長変換素子を加熱するヒータを用いるのが好ましい。
ヒータのみによる温度制御だけでは、波長変換素子の温度が所定の温度に到達するまで時間がかかってしまう。そこで、本発明を採用すれば、ヒータの加熱を利用することでより短時間で波長変換素子を所定の温度にすることができ、所望のレーザ光を短時間で得ることができる。
さらに、前記ヒータの駆動は、前記レーザ光源から射出される光に対応して制御されるようにするのが望ましい。このようにすれば、例えば波長変換素子が所定温度に到達するまではヒータの発熱量を大きくし、波長変換素子が所定温度にて安定するまでの間はレーザ光源から射出される光と同様にその発熱量が小さくなるので、より短時間で所望のレーザ光を得ることができる。

また、上記レーザ光源装置の駆動方法においては、前記レーザ光源の初期駆動時に所定の電流を投入するとともに、前記波長変換素子の温度を検出し、該波長変換素子が所定温度に到達する以前に、前記レーザ光源への投入電流を小さくするのが好ましい。
この構成によれば、例えば波長変換素子が所定温度に至った際、前記レーザ光源への投入電流が小さくなることでオーバーシュートを早く収束させることができ、これによってレーザの瞬時点灯が可能となる。

また、上記レーザ光源装置の駆動方法においては、前記レーザ光源の初期駆動時に所定の電流を投入するとともに、前記共振器構造から射出される光量を測定し、初期駆動後、前記共振器構造からの光を最初に検出した際、前記レーザ光源への投入電流を小さくするのが好ましい。
波長変換素子は上述したように所定温度に到達すると、レーザ光源からの光が波長変換され、前記共振器構造から波長変換された光が射出されることとなる。すなわち、初期駆動後、前記共振器構造からの光を最初に検出した場合は、波長変換素子が所定温度に到達したことを意味する。したがって、上記構成によれば、波長変換素子が所定温度に至った後、前記レーザ光源への投入電流を小さくすることでオーバーシュートが早く収束し、これによってレーザの瞬時点灯が可能となる。また、レーザ光源装置の駆動時に波長変換素子の温度を管理する必要が無いので、レーザ光源装置の制御を容易に行うことができる。

また、上記レーザ光源装置の駆動方法においては、前記波長変換素子が所望の温度にて定常状態となった後、前記波長変換素子に設けられた温度調整手段を駆動し、該波長変換素子の温度を制御するのが好ましい。
波長変換素子が所望の温度にて定常状態となると前記共振器構造から射出される光量が増加し、結果的に波長変換素子内を通る光量が減少することで波長変換素子自体の温度が低下してしまう。そこで、本構造を採用すれば、波長変換素子に設けられた温度調整手段、例えばヒータを用いて波長変換素子を加熱することで、波長変換素子の温度を一定に保つことができ、良好なレーザ発光を維持することができる。

本発明のレーザ光源装置は、レーザ光源と、該レーザ光源から射出された光を波長変換する波長変換素子と、前記レーザ光源との間で共振器構造をなす共振器ミラーと、前記レーザ光源から射出される光を初期駆動時に対し経時的に小さくする制御手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明のレーザ光源装置によれば、初期駆動時の電流投入によりレーザ光源から発せられたレーザ光で波長変換素子が暖められ、該波長変換素子は所定温度に到達した後、オーバーシュートが生じ安定状態となる。このとき、制御手段によって、レーザ光源に投入される電流が初期駆動時に対し経時的に小さくなるように制御され、前記レーザ光源が駆動しているので、上記のオーバーシュートが低減され、より短時間で波長変換素子を所定温度で安定した状態（定常状態）に到達させることができる。したがって、駆動温度許容幅の狭い波長変換素子をより早く使用可能な状態とすることができ、レーザの瞬時点灯、すなわち所望の光量を短時間で得ることができるものとなる。

本発明の画像表示装置は、上記のレーザ光源装置と、該レーザ光源装置から射出された光を画像信号に応じて変調する光変調装置と、該光変調装置により形成された画像を投射する投射装置と、を備えることを特徴とする。

本発明の画像表示装置によれば、所望の光量を短時間で得られるレーザ光源装置を備えているので、画像表示装置自体も画像表示を瞬時に行うことが可能となる。

本発明のモニタ装置によれば、上記のレーザ光源装置を有した装置本体と、該装置本体からの光を外部に送り、かつ外部の反射光を前記装置本体まで伝える光伝送部とを備えたことを特徴とする。

本発明のモニタ装置によれば、所望の光量を短時間で得られるレーザ光源装置を備えているので、光伝送部によって被写体を瞬時にレーザ光によって照射でき、光伝送部によって撮像画像を瞬時に取り込める高性能なものとなる。

本発明の照明装置によれば、上記のレーザ光源装置と、レーザ光を拡散する拡散素子とを備えることを特徴とする。

本発明の照明装置によれば、所望の光量を短時間で得られるレーザ光源装置を備えているので、該レーザ光源装置を備えた照明装置自体も瞬時に所望の光量を照射することのできる信頼性の高いものとなる。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明の一部の態様を示すものであり、本発明を限定するものではない。また、以下の説明に用いる各図面では、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとする。

本実施形態に係るレーザ光源装置１は、図１に示すように、レーザ光源２と、該レーザ光源２から射出された光の波長を変換する波長変換素子３と、前記レーザ光源２との間で共振器構造をなす共振器ミラー４とを備えている。

前記レーザ光源１は、半導体基板の表面からレーザ光を放射するもので、レーザ放射角が等方向で且つ小さい特徴を有した、半導体レーザ素子によって構成され、ここでは赤外のレーザ光を射出可能なものを採用している。

前記波長変換素子（第２高調波発生素子、ＳＨＧ：Ｓｅｃｏｎｄ Ｈａｒｍｏｎｉｃ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）３は、入射光をほぼ半分の波長に変換する非線形光学素子である。すなわち、レーザ光源１から射出され、共振ミラー４に向かう光は、波長変換素子３を通過することによって、ほぼ半分の波長の光に変換される。

前記共振器ミラー４は、レーザ光源１との間でレーザ共振器を構成しており、レーザ光源１から射出された光は、レーザ光源１と共振ミラー４との間で反射を繰り返し、増幅された後、レーザ光として、共振ミラー４から射出されるようになっている。

また、レーザ光源装置１は、前記レーザ光源１の駆動を制御する制御部（制御手段）５が設けられている。制御部５は、レーザ光源用の駆動回路（ドライバ）の一部をなすもので、例えば、ＤＳＰ、ＰＬＤ、ＬＰＬＤ、ＦＰＧＡ等の演算処理回路によって構成される。制御部５にはＤＣ／ＤＣ電源等の電源部（図示せず）が接続されており、制御部５を介してレーザ光源２に電流が投入されるようになっている。また、詳細については後述するが、制御部５は前記レーザ光源２に投入される電流を初期駆動時に対し経時的に小さくするようになっている。

また、レーザ光源装置１は、前記波長変換素子３に、該波長変換素子３の温度調整を行うためのヒータ６と、前記波長変換素子３の温度を検出するサーミスタ７とを備えている。なお、温度調整・検出手段としては、上記ヒータ、サーミスタに限定されることはなく、従来公知の種々のものを採用することができる。前記ヒータ６及びサーミスタ７は、上記制御部５に電気的に接続されている。

ところで、一般に波長変換素子は、温度許容幅が狭く、所望の温度（以下、所定温度と称す）にならないと、レーザ光源からの光を良好に波長変換することができない。そのため、波長変換素子が所定温度に到達するまでは波長変換がされず、レーザ出力を得ることができない。

そこで、本実施形態に係るレーザ光源装置１では、レーザ光の一部が熱エネルギに変換されることに着目し、波長変換素子３を所定温度とする手段として、ヒータ６とともにレーザ光源２から射出される光を用いることとした。すなわち、詳細については後述するようにレーザ光源２から射出される光が初期駆動時に対し経時的に小さくなるように、レーザ光源２を駆動させることに特徴を有している。

レーザ光源から射出される光は、レーザ光源２に投入する電流および電圧によって調整することができる。すなわち、例えばレーザ光源から射出される光を小さくするためには、レーザ光源に投入する電流及び電圧の少なくとも一方を小さくすれば良い。

一般にレーザ光源はパルス駆動されることもあり、例えば電流のピーク値を小さくする、電流の平均値を小さくする、あるいはレーザ光源を一定駆動からパルス駆動に切り替えるといった方法により、レーザ光源２から射出される光を小さくすることができる。

なお以下の説明では、レーザ光源２に投入する電流値を制御することで、レーザ光源から射出される光を小さくする場合（レーザ光源に投入される電流を小さくする場合）について述べることとする。

図３は、レーザ光源２に入力する駆動電流の違いによる波長変換素子３の温度特性を示した測定結果である。図３中、縦軸は波長変換素子３の温度を示し、横軸は電流を入力する時間を示し、同図中破線で示されるのは波長変換素子が良好に機能する許容温度（所定温度）である。

図３に示されるように、レーザ光源２に高い電流Ｉｂ（Ｉｂ＞Ｉａ）を入力した場合と、レーザ光源２に低い電流Ｉａを入力した場合では、高い電流値Ｉｂのほうが波長変換素子３を短時間で所定温度に到達させることができる。

波長変換素子３は上述したように所定温度に到達するまでの間（初期駆動時）は、レーザ光源２からの光を良好に波長変換することができず、波長変換素子３を透過した光は共振ミラー４によって反射されてしまう。反射された光は波長変換素子３を透過し、レーザ光源２で反射されて再び波長変換素子３に入射することとなる。よって、波長変換素子３が所定温度に到達するまでの間、波長変換素子３はヒータ６に加えて、レーザ光源２からの光で余熱（プレヒート）することができるのである。

また、図２は、レーザ光源２における、駆動電流量（投入電流量）と出力パワー（光量）との関係を示す特性図であり、縦軸が入力電流値、横軸が出力パワーを示している。
図２に示すように、レーザ光源２は駆動電流量に応じてより高い出力パワー、すなわち光量が得られるようになっている。

図３に示したように、波長変換素子３を余熱した場合、その温度変化の勾配が急になるに従いオーバーシュート量が増加し、波長変換素子３の温度が所定温度（図中波線で示される温度）で安定するまで時間を要するようになる。その結果、高い駆動電流Ｉｂを入力した場合には、所定温度に短時間で到達したにもかかわらず、波長変換素子３が所定温度にて安定するまでの時間が、低い駆動電流Ｉａを入力した場合と変わらないことが分かる。

以下の説明では、最初に波長変換素子３が所定温度に到達してから安定状態になるまでを「安定化期」と呼び、安定し、実際にレーザ光源装置が機能し始める状態を「定常状態」と呼ぶことにする。

本実施形態では、上記不具合を解消し、レーザ光源２の光を波長変換素子３の余熱に有効活用するため、前記レーザ光源２に投入される電流が初期駆動時に対し経時的に小さくなるように制御部５がレーザ光源２を制御することとした。

そこで、本実施形態に係るレーザ光源装置１は、前記サーミスタ７によって検出された波長変換素子３の温度データあるいは前記ヒータ６のデータが制御部５にフィードバックされるようになっている。これにより、制御部５は波長変換素子３の温度が所定温度に到達したか否かを判定できる。

制御部５は、サーミスタ７およびヒータ６からのフィードバックに基づき、前記波長変換素子３が所定温度に到達する以前（到達した際を含む）にレーザ光源２への投入電流を小さくする制御を行う。具体的には、レーザ光源装置の駆動方法として、以下の説明では波長変換素子３の温度制御を主体に述べる。前記ヒータ６はレーザ光源２の駆動が開始されるとともに波長変換素子３を加熱し始める。なお、前記ヒータ６は、初期駆動時においては一定駆動され、初期駆動後はレーザ光源２から射出される光に対応して制御（変動）されるようになっている。前記ヒータ６は、初期状態において波長変換素子３を高加熱し、安定化期においては、波長変換素子３を所定温度で安定させるように加熱し、定常状態においては波長変換素子３が所定温度を維持するように制御されるのが望ましい。

図４は、本実施形態に係るレーザ光源装置１の駆動条件を示す図である。図４中、縦軸はレーザ光源２に印加する駆動電流量を示し、横軸は時間を示している。また、図５は、図４に示す駆動条件（ヒータ６による余熱分も含む）によってレーザ光源２を駆動した場合の波長変換素子３の温度特性を示す図であり、同図中、縦軸は波長変換素子３の温度を示し、横軸は時間を示しており、図中一点鎖線で示されているのが波長変換素子３の所定温度である。

なお、図４、５中に示される破線ａ，ｂ，ｃに示される時間は、それぞれ同じ時間軸を示している。図４，５中ａは、本実施形態に係るレーザ光源装置１、及び図３に示した高い駆動電流Ｉｂのみをレーザ光源１に入力した比較例において波長変換素子３が所定温度に到達するまでの時間を示している。また、同図中ｂは、図３に示した低い駆動電流Ｉａのみをレーザ光源１に入力した場合に波長変換素子３が所定温度に到達するまでの時間を示している。同図中ｃは、低い駆動電流Ｉａ、或いは高い駆動電流Ｉｂのみをレーザ光源１に入力した場合に波長変換素子３が所定温度で安定状態（定常状態）となるまでの時間を示している。すなわち、本発明の駆動方法を用いないレーザ光源装置においては、図中ａまでの時間が初期状態を示し、図中ｂ〜ｃまでの時間が安定化期を示し、図中ｃ以降の時間が定常状態を示している。なお、図５においては図示の都合上、高い駆動電流Ｉｂにおける所定温度に到達するまでの時間軸が図中ａからずれているが、実際には本実施例の場合と同じ時間まで電流Ｉｂが投入されている。

本実施形態に係るレーザ光源装置１では、図４に示すように、波長変換素子３が所定温度に到達するまでの間（軸ａ）、レーザ光源１に駆動電流Ｉｂ（所定の一定電流）を入力する。そして、サーミスタ７から波長変換素子３が所定温度に到達した旨（あるいは到達する直前である旨）の信号が制御部５に送られ、この信号に基づき制御部５はレーザ光源１に入力する電流を駆動電流Ｉａに切り替える。すなわち、波長変換素子３が所定温度に到達した際に、レーザ光源２への投入電流を小さくしている。

このような駆動を行うことにより、本実施形態に係るレーザ光源装置１は、図５に示すように、レーザ光源１に高い駆動電流Ｉｂを入力し続けた場合と同じ時間で波長変換素子３を所定温度に到達させることができ、しかもオーバーシュートが早く収束することで波長変換素子３を短時間で所定温度にて定常状態とすることができる。なお、本発明は上記方法に限定されず、例えば波長変換素子３が所定温度に到達する前にレーザ光源２への投入電流を小さくしても良く、結果的に前記レーザ光源２から射出される光が初期駆動時に対し経時的に小さくなっていれば同様の効果を得ることができる。

このように波長変換素子３が所定温度に到達すると、波長変換素子３はレーザ光源１からの光を良好に波長変換し、波長変換後の光が共振器ミラー４から外部に射出されることとなる。

また、レーザ光源装置１では、波長変換素子３が定常状態になった後、ヒータ６によって波長変換素子３を定常状態前に比較して加熱する。具体的には、波長変換素子３が定常状態となると共振器ミラー４から射出されるレーザの光量が増加し、波長変換素子３内を通る光量が減少するため、波長変換素子の温度が低下してしまう。そこで、本実施形態では、サーミスタ７からの信号により波長変換素子３が定常状態になったと制御部５が判定した場合、該制御部５によってヒータ６を駆動させ、波長変換素子３をより加熱する。これによって、駆動後も波長変換素子３の温度を一定に保つことででき、レーザ発光を持続させることができる。

本実施形態に係るレーザ光源装置１によれば、初期駆動時に投入された電流（Ｉｂ）によりレーザ光源１が駆動され波長変換素子３が暖められる。波長変換素子３は、所定温度に到達した後、オーバーシュートが生じ安定状態となる。このとき、レーザ光源２に投入される電流が、初期駆動時の投入電流（Ｉｂ）に対し、経時的に小さく（Ｉａ）なるように制御しているので、オーバーシュートが低減され、より短時間で波長変換素子３を所定温度で安定した状態（定常状態）に到達させることができる。すなわち、レーザ光源から射出される光（レーザ光源２への投入電流・電圧）を初期駆動時に対し経時的に小さくすることで定常状態となり、レーザ光源装置１が実際に機能するようになる。
したがって、駆動温度許容幅の狭い波長変換素子３をより早く使用可能な状態とすることができ、レーザの瞬時点灯、すなわち所望の光量を短時間で得ることができる。

（変形例）
以下に、上記レーザ光源装置１の駆動方法における変形例について説明する。
本変形例では、図６に示すように波長変換素子３により波長変換され、共振器ミラー４から射出されるレーザの光量、すなわち共振器構造からの光を測定するフォトダイオード９を備えている。前記共振ミラー４から射出された光の一部は、ビームスプリッタ８によりフォトダイオード９に向けて反射され、該ビームスプリッタ８を透過した光がレーザ光として射出される。

上記実施形態では波長変換素子３に設けたサーミスタにより波長変換素子３が所定温度に到達するのを測定していた。本変形例では、制御部５は、レーザ光源２を初期駆動させた後、前記フォトダイオード９が光を共振器構造（共振器ミラー４から射出されるレーザ）からの光を最初に検出した際、すなわち前記フォトダイオード９から最初のフィードバックがあった場合、レーザ光源２への投入電流を小さくする。

波長変換素子３は上述したように所定温度に到達すると、レーザ光源２からの光が波長変換され、共振器構造から波長変換後の光が射出されることとなる。すなわち、初期駆動後、フォトダイオード９から制御部５に最初のフィードバックがあった時は波長変換素子３が所定温度に到達したことを意味する。

したがって、上記構成によれば、波長変換素子３が所定温度に至った後、レーザ光源２への投入電流を小さくすることでオーバーシュートを早く収束させることができ、これによってレーザの瞬時点灯が可能となる。また、レーザ光源装置１の駆動時に波長変換素子３の温度を管理する必要が無いので、レーザ光源装置１の制御を容易に行うことができる。

なお、本実施形態では、図４に示したように波長変換素子３が所定温度に到達した時間によってレーザ光源１に入力する駆動電流Ｉａ，Ｉｂを切り替える制御を行ったが、波長変換素子３が所定温度に到達した後、レーザ光源１に入力される電流値を漸次変化させ、滑らかに電流値を変化させることで経時的に投入電流を小さくするようにしてもよい。

なお、本発明に係るレーザ光源装置の駆動方法は、上記実施形態に限定されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更が可能である。例えば、上記実施形態では、ヒータ６を用いて波長変換素子３の余熱を行う構成としたが、ヒータ６を用いることなく、レーザ光源２のみによって波長変換素子３を所定温度に到達させるようにしてもよい。

（画像表示装置）
次に、本発明の画像表示装置（プロジェクタ）に係る一実施形態について、図７を参照して説明する。
本実施形態では、上記第１実施形態のレーザ光源装置１を備える画像表示装置１００について説明する。なお、図７中においては、簡略化のため画像表示装置１００を構成する筐体は省略している。

画像表示装置１００は、レーザ光源（レーザ光源装置）１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂから射出されたレーザ光をそれぞれ変調する液晶ライトバルブ（光変調装置）１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂと、液晶ライトバルブ１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂから射出された光を合成して投写レンズ１０７に導くクロスダイクロイックプリズム（色光合成手段）１０６と、液晶ライトバルブ１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂによって形成された像を拡大してスクリーン１１０に投射する投射レンズ（投射装置）１０７とを備えている。

さらに、画像表示装置１００は、レーザ光源１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂから射出されたレーザ光の照度分布を均一化させるため、各レーザ光源１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂよりも光路下流側に、均一化光学系１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂを設けており、これらによって照度分布が均一化された光によって、液晶ライトバルブ１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂを照明している。例えば、均一化光学系１０２Ｒ，１０２Ｇ、１０２Ｂは、例えば、ホログラム１０２ａ及びフィールドレンズ１０３ｂによって構成される。

各液晶ライトバルブ１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂ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１０６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射レンズ１０７によりスクリーン１１０上に投写され、拡大された画像が表示される。

上述した本実施形態の画像表示装置１００は、所望の光量を短時間で得られるレーザ光源１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂを備えているので、画像表示装置１００自体も画像表示を瞬時に行うことが可能となる。

また、光変調装置として透過型の液晶ライトバルブを用いたが、液晶以外のライトバルブを用いても良いし、反射型のライトバルブを用いても良い。このようなライトバルブとしては、例えば、反射型の液晶ライトバルブや、デジタルマイクロミラーデバイス（Digital Micromirror Device）が挙げられる。投射光学系の構成は、使用されるライトバルブの種類によって適宜変更される。

（モニタ装置）
次に、本発明に係るモニタ装置の一実施形態として、上記レーザ光源装置１を応用したモニタ装置４００の構成例について説明する。図８は、モニタ装置の概略を示す模式図である。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、上記のレーザ光源装置１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４２１，４２２を備える。各ライトガイド４２１，４２２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４２１の入射側にはレーザ光源装置１が配設され、その射出側には拡散板４２３が配設されている。レーザ光源装置１から射出したレーザ光は、ライトガイド４２１を伝って光伝送部４２０の先端に設けられた拡散板４２３に送られ、拡散板４２３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４２４も設けられており、被写体からの反射光を結像レンズ４２４で受けることができる。その受けた反射光は、受け側のライトガイド４２２を伝って、装置本体４１０内に設けられた撮像手段としてのカメラ４１１に送られる。この結果、レーザ光源装置１により射出したレーザ光により被写体を照射したことで得られる反射光に基づく画像をカメラ４１１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、所望の光量を短時間で得られるレーザ光源装置１により被写体を瞬時に照射（モニタリング）することができることから、カメラ４１１によって撮像画像を瞬時に取り込める高性能なものとなる。

（照明装置）
次に、本発明に係る照明装置の一実施形態として、第一実施形態に係るレーザ光源装置１を応用した照明装置５００の構成例について説明する。図９は、照明装置５００の概略を示す模式図である。
図９に示すように、照明装置５００は、前述した第一実施形態のレーザ光源装置１と、該レーザ光源装置１から発したレーザ光を拡散する拡散素子１４とを備える。以上のように構成された照明装置５００によれば、所望の光量を短時間で得られるレーザ光源装置１を備えているので、照明装置５００自体も瞬時に所望の光量を照射することのできる信頼性の高いものとなる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

レーザ光源装置の一実施形態を示すブロック図である。 波長変換素子の温度特性のシミュレーション結果を示す図である。 レーザ光源における、入力電流量と光量との関係を示す特性図である。 レーザ光源装置の駆動条件を示す図である。 図４に示す駆動条件に対応する波長変換素子の温度特性を示す図である。 レーザ光源装置の駆動方法における変形例を示す図である。 本発明の画像表示装置に係る一実施形態を示す図である。 本発明のモニタ装置の一実施形態を示す図である。 本発明の照明装置の一実施形態を示す図である。

符号の説明

１…レーザ光源装置、２…レーザ光源、３…波長変換素子、４…共振ミラー、５…制御部（制御手段）、６…ヒータ、１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂ…レーザ光源（レーザ光源装置）、１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂ…液晶ライトバルブ（光変調装置）、１０７…投射レンズ（投射装置）、４００…モニタ装置、４１０…装置本体、４２０…光伝送部、５００…照明装置

Claims (4)

1. レーザ光源と、前記レーザ光源との間で共振器構造をなす共振器ミラーと、前記レーザ光源と前記共振器ミラーとの間に設けられ、前記レーザ光源から射出された光を波長変換する波長変換素子と、を備えたレーザ光源装置の駆動方法であって、
   初期駆動時において前記レーザ光源に対して高駆動電流を投入して当該レーザ光源から射出される光によって前記波長変換素子を加熱するとともに、当該波長変換素子の温度を検出する工程と、
   前記波長変換素子が前記レーザ光源からの光を波長変換可能な温度に到達した際に、前記レーザ光源に投入する電流を前記高駆動電流から当該高駆動電流よりも小さい低駆動電流へと切り替える工程と、を含むことを特徴とするレーザ光源装置の駆動方法。
2. 前記レーザ光源の初期駆動時において、前記波長変換素子をヒータを用いて加熱することを特徴とする請求項１に記載のレーザ光源装置の駆動方法。
3. 前記ヒータは、前記波長変換素子が前記レーザ光源からの光を波長変換可能な温度に到達した際に前記レーザ光源の初期駆動時と比較して前記波長変換素子に対する加熱度合いを弱めるとともに、前記レーザ光源が定常状態となった際に前記定常状態前と比較して前記波長変換素子に対する加熱度合いを強めるように駆動されることを特徴とする請求項２に記載のレーザ光源装置の駆動方法。
4. レーザ光源と、前記レーザ光源との間で共振器構造をなす共振器ミラーと、前記レーザ光源と前記共振器ミラーとの間に設けられ、前記レーザ光源から射出された光を波長変換する波長変換素子と、を備えたレーザ光源装置の駆動方法であって、
   初期駆動時において前記レーザ光源に対して高駆動電流を投入して当該レーザ光源から射出される光によって前記波長変換素子を加熱するとともに、前記共振ミラーから射出される光量を測定する工程と、
   前記レーザ光源の初期駆動後、前記共振ミラーから射出される光を最初に測定した際に、前記レーザ光源への投入電流を前記高駆動電流から当該高駆動電流よりも小さい低駆動電流へと切り替える工程と、を含むことを特徴とするレーザ光源装置の駆動方法。

Images