JP6008689B2 - レーザ光源装置およびレーザ光源装置を用いたレーザ・プロジェクタ - Google Patents

Description

本発明は、波長変換素子を用いたレーザ光源装置、および、そのレーザ光源装置を用いたレーザ・プロジェクタに関する。

緑色、青色などの短波長レーザ光源は、レーザ・プロジェクタや高密度光記憶装置などの分野で幅広く開発が進められている。この短波長レーザ光源には、ＳＨＧ（Ｓｅｃｏｎｄ Ｈａｒｍｏｎｉｃ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ：第二高調波発生）と呼ばれる方式があり、半導体レーザが発振する基本波の赤外光を二次高調波に変換する波長変換素子を用いている。

このＳＨＧ方式のレーザ光源装置に用いられる波長変換素子は、強誘電体単結晶材料であるＬＮ（ニオブ酸リチウム：ＬｉＮｂＯ３）を主成分とした光導波路を有し、レーザ素子からの赤外光を入射して光導波路で二次高調波に変換して緑色光、または青色光の変換光を出射する。しかし、波長変換素子は温度依存性があり、周囲の温度変化によって、変換光の強度や波長が変動する問題がある。

このような問題を解決するために、基本光源として波長可変型レーザダイオードを用い、基本波の光量を検出する第１の検出手段と、波長変換素子からの変換波の光量を検出する第２の検出手段の二つの検出手段を設け、基本波の光量に応じてレーザ素子のパワーを制御し、変換波の光量に応じてレーザ素子の波長を制御する提案がある（例えば、特許文献１参照）。

また、別の提案として、基本光源として波長可変半導体レーザを用い、基本波を検出する第１検出手段と、変換波（２次高調波）を検出する第２検出手段を設け、第１検出手段によって基本波の強度を検出して基本波が常時一定の出力になるように制御し、第２検出手段は、変換波の出力を干渉フィルタで透過して入射し、第２検出手段の出力に応じて波長可変半導体レーザの位相制御領域への注入電流を制御して、波長のゆらぎを安定させる提案がある（例えば、特許文献２参照）。

特開平４−１３１１８号公報（１２８頁、図１） 特開平６−１７５１７５号公報（５頁、図８）

しかし、従来のレーザ光源装置は、基本波がパルス状に出力するパルス波であると想定できるが、パルス波は波長分布が広いために高精度の検出が難しく、変動の少ない安定した発振を維持することが困難であった。

本発明の目的は上記課題を解決し、波長変換素子を用いたレーザ光源装置の出射光の安定性向上を実現するレーザ光源装置、および、そのレーザ光源装置を用いたレーザ・プロジェクタを提供することである。

上記課題を解決するために、本発明のレーザ光源装置およびレーザ光源装置を用いたレ
ーザ・プロジェクタは、下記記載の構成を採用する。

本発明のレーザ光源装置は、レーザ素子と、レーザ素子からのレーザ光の波長を変換して出射する波長変換素子と、を有するレーザ光源装置において、レーザ素子の駆動を制御する制御手段と、波長変換素子からの出射光を検出する検出手段と、を備え、制御手段は、レーザ素子の発振状態を切り換える発振状態切り換え手段を含み、発振状態切り換え手段は、レーザ素子の発振状態をパルス発振と連続発振に切り換えるものであり、検出手段は、ひとつの検出素子によって、レーザ素子がパルス発振状態である場合には、レーザ光の変換波を検出し、レーザ素子が連続発振状態である場合には、レーザ光の基本波を検出し、制御手段は、検出手段からの基本波の検出情報および変換波の検出情報に基づいて、レーザ素子の駆動を制御する、ことを特徴とする。

本発明のレーザ・プロジェクタは、本発明のレーザ光源装置と、レーザ光源装置を制御する制御手段と、 レーザ光源装置からのレーザ光を水平または垂直に走査する走査手段と、 レーザ光のうち、走査手段による走査角の最大走査角に対する比が、所定の割合以上となる光を遮蔽する遮蔽部と、を備え、制御手段は、水平走査期間にレーザ光源装置からの変換波を検出し、垂直走査期間にレーザ光源装置からの基本波を検出するように制御することを特徴とする。

また、制御手段は、水平走査期間の中で、レーザ光が遮蔽部で遮蔽されている間に変換波の検出を行うことを特徴とする。

本発明のレーザ光源装置は、基本波の検出を波長分布が狭く、且つ、ピーク波長の出力が検出に十分な大きさの連続波で行うことが出来るので、基本波の検出が容易となり、出射光の変動を高精度に補正するレーザ光源装置を実現できる。また、レーザ素子のパルス発振と連続発振を切り換えることで、一つの検出素子でレーザ光の変換波と基本波の検出が可能となり、周辺部品を含めて最小構成でレーザ光源装置を提供できる。

また、変換波と基本波の検出を分離して実施することで、レーザ素子単体の経時変化による劣化特性を把握でき、レーザ素子の駆動をきめ細かく制御して変動の少ない安定した発振を維持するレーザ光源装置を提供できる。

また、本発明のレーザ・プロジェクタは、レーザ光の水平走査によって遮蔽部で遮蔽されている期間に変換波の検出を行い、また、レーザ光の垂直走査期間に基本波の検出を行う。これにより、変換波と基本波の検出時に表示画像に悪影響を与えることがない。また、変換波と基本波を個別に検出して、レーザ素子の経時変化や温度特性による変動を補正するので、常に安定した美しい映像を表示するレーザ・プロジェクタを提供することが出来る。

第１の実施形態に係わるレーザ光源装置の概略構成図である。 第１の実施形態の可飽和吸収体を含んだレーザ素子の構成と動作を説明する模式的な断面図である。 第１の実施形態に係わるレーザ光源装置の基本波と変換波の切り換え動作を説明する模式的なレーザ光のスペクトル図である。 第１の実施形態に係わるレーザ光源装置の基本波補正動作を説明するフローチャートとルックアップテーブルである。 第１の実施形態に係わるレーザ光源装置の変換波補正動作を説明するフローチャートである。 第１の実施形態の変形例のレーザ光源装置の部分構成図である。 第２の実施形態に係わるレーザ・プロジェクタの概略構成図である。 第２の実施形態に係わるレーザ・プロジェクタのＭＥＭＳミラーにより投影されるレーザ光の軌跡を説明する説明図である。 第２の実施形態に係わるレーザ・プロジェクタのレーザ光の変換波と基本波の検出動作を説明するタイミングチャートである。

以下図面に基づいて本発明の実施形態を詳述する。
［各実施形態の特徴］
第１の実施形態の特徴は、可飽和吸収体を含むレーザ素子と、波長変換素子と反射素子、および一つまたは二つの検出素子を備えたレーザ光源装置である。また、第２の実施形態の特徴は、第１の実施形態のレーザ光源装置を用いたＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）ミラー方式のレーザ・プロジェクタである。

［第１の実施形態のレーザ光源装置の構成説明：図１］
第１の実施形態のレーザ光源装置の構成を図１を用いて説明する。図１において、レーザ光源装置１は、レーザ素子１０と、波長変換素子（以下、ＳＨＧ素子と略す）２０と、反射素子であるＦＢＧ（Ｆｉｂｅｒ Ｂｒａｇｇ Ｇｒａｔｉｎｇ）型の反射素子（以下、ＦＢＧ素子と略す）３０と、検出手段としての検出素子（以下、ＰＤと略す）４０と、制御手段としての制御回路５０とを含んでいる。

レーザ素子１０は、レーザダイオード（以下、ＬＤと略す）１１と共に、可飽和吸収体（以下、ＳＡと略す）１２を含んでいる。ＬＤ１１とＳＡ１２の共通電極はカソード電極１０ａであり、０Ｖに接続されている。ＬＤ１１の端子であるＬＤ電極１１ａは、後述する制御回路５０の駆動電流制御回路に接続されて、駆動電流Ｉｄが供給される。また、ＳＡ１２の端子であるＳＡ電極１２ａは、後述する制御回路５０の発振切換回路に接続されて、バイアス電圧Ｖｂが印加される。

レーザ素子１０は、バイアス電圧Ｖｂが切り換えられることによって、連続波である基本波レーザ光ＬＳ１（以下、基本波ＬＳ１と略す）を出射する基本波モードと、パルス状に発振するパルス波ＬＳ２を出射するパルス波モードとの二つのモードを有している。なお、レーザ素子１０の動作説明は後述する。

ＳＨＧ素子２０は、前述したように、特定の波長のレーザ光を二次高調波に変換する光学素子であり、レーザ素子１０の基本波モードにおいて、ＳＨＧ素子２０は、レーザ素子１０から出射された基本波ＬＳ１をそのまま透過する。また、パルス波モードにおいて、ＳＨＧ素子２０は、レーザ素子１０から出射されたパルス波ＬＳ２の一部を透過する。また、ＳＨＧ素子２０は、後述するＦＢＧ素子３０からの選択反射波を入射すると、波長変換を行い反射波の二次高調波を出射するように構成されている。

ＦＢＧ素子３０は、入射したレーザ光の中で特定の波長のレーザ光のみを反射波として反射する光学素子であり、基本波モードにおいてＳＨＧ素子２０から基本波ＬＳ１が透過してきた場合、ＦＢＧ素子３０は、反射波長と基本波ＬＳ１の波長とが一致しないため、この基本波ＬＳ１をそのまま透過し、基本波ＬＳ１がＦＢＧ素子３０から出射光ＬＳ５と
して外部に出射される。

また、パルス波モードにおいてＳＨＧ素子２０からパルス波ＬＳ２が透過してきた場合、ＦＢＧ素子３０は、パルス波ＬＳ２の波長分布が広く、ＦＢＧ素子３０の反射波長成分も含んでいるので、特定の波長の反射波ＬＳ３をＳＨＧ素子２０側にフィードバックする。

ＳＨＧ素子２０は、フィードバックされた反射波ＬＳ３を入射すると、前述したように、反射波ＬＳ３の一部を内部で波長変換するが、変換効率はＳＨＧ素子２０の入射波の振幅に依存し、この時点では反射波の振幅が小さいため、反射波ＬＳ３の大部分はレーザ素子１０に戻る。レーザ素子１０に戻った反射波ＬＳ３は、図示しないがレーザ素子１０のゲイン領域でＦＢＧ素子３０で波長選択された波長成分が増幅され、可飽和吸収体部でパルス変調を受けて、レーザ素子１０の端面のミラーで反射し、もう一度ゲイン領域で増幅される。これにより、パルス化されピーク値の高くなったパルス波ＬＳ２は、ＦＢＧ素子３０で選択された反射波長成分も多く含み、ＳＨＧ素子２０の変換波長とも一致しているため、高効率で波長変換され、反射波ＬＳ３の二次高調波である変換波ＬＳ４をＦＢＧ素子３０に向けて出射する。ＦＢＧ素子３０は、変換波ＬＳ４を入射して透過し、変換波ＬＳ４を出射光ＬＳ５として出射する。

すなわち、レーザ光源装置１は、レーザ素子１０から連続波の基本波ＬＳ１が出射される基本波モードでは、基本波ＬＳ１が出射光ＬＳ５として出射され、また、レーザ素子１０からパルス波ＬＳ２が出射されるパルス波モードでは、変換波ＬＳ４が出射光ＬＳ５として出射されるのである。なお、基本波ＬＳ１、パルス波ＬＳ２、反射波ＬＳ３、変換波ＬＳ４の詳細は、後述する図３を用いて説明する。

またＰＤ４０は、ミラー４１によって出射光ＬＳ５の一部を反射した検出光ＬＳ６を入射し、検出光ＬＳ６の光強度に応じた検出信号Ｋ０を出力して制御回路５０に入力する。

制御回路５０は、レーザ素子１０の発振を切り換える発振状態切り換え手段としての発振切換回路５１と、レーザ素子１０のＬＤ１１の駆動電流Ｉｄを出力する駆動電流制御回路５２と、ＬＤ１１の劣化特性を補正するルックアップテーブル５３とを含んでいる。発振切換回路５１は、前述したレーザ素子１０のＳＡ電極１２ａにバイアス電圧Ｖｂを印加する。駆動電流制御回路５２は、前述したレーザ素子１０のＬＤ電極１１ａに、駆動電流Ｉｄを出力する。また、制御回路５０は、レーザ光源装置１の外部入力２から制御信号Ｃ１を入力し、この制御信号Ｃ１に基づいて、発振切換回路５１、駆動電流制御回路５２が動作して、レーザ素子１０が駆動される。

［第１の実施形態のレーザ素子１０の内部構成の説明：図２］
次に、公知技術ではあるが、第１の実施形態で用いられるレーザ素子１０の内部の概略構成を図２を用いて説明する。レーザ素子１０は、半導体結晶層によって構成され、ゲイン領域となるＬＤ１１と可飽和吸収体部からなるＳＡ１２を有している。このＬＤ１１とＳＡ１２の共通の面には、カソード電極１０ａが形成され、ＬＤ１１とＳＡ１２の共通電極となって、前述したように０Ｖに接続されている。一方、ＬＤ１１側の対向する面には、ＬＤ電極１１ａが形成され、前述したように、駆動電流Ｉｄが供給される。また、ＳＡ１２側の対向する面には、ＳＡ電極１２ａが形成され、前述したように、バイアス電圧Ｖｂが印加される。

また、カソード電極１０ａの近傍には、ｎ型半導体層１０ｎが形成され、ＬＤ電極１１ａとＳＡ電極１２ａの近傍にはｐ型半導体層１０ｐが形成され、このｎ型半導体層１０ｎとｐ型半導体層１０ｐの間に活性層１０ｄが形成されている。また、ＳＡ１２側の活性層
１０ｄの近傍には、ＳＡ層１２ｂが形成されている。さらに、ＳＡ１２の図面上左側の端面は、基本波の反射ミラーとして作用するＨＲコート１０ｅが形成され、ＬＤ１１の図面上右側の端面には、基本波のＡＲコート１０ｆが形成されている。

［第１の実施形態のレーザ素子１０の動作説明：図２］
次に、レーザ素子１０の概略動作を図２を用いて説明する。図２において、レーザ素子１０を基本波モードで発振させる場合、カソード電極１０ａを０Ｖ（ＧＮＤ）に接続し、ＳＡ電極１２ａに０Ｖのバイアス電圧Ｖｂを印加し、ＬＤ電極１１ａに所定の駆動電流Ｉｄを供給する。この基本波モードでは、ＬＤ１１は、駆動電流Ｉｄによって所定の波長の基本波ＬＳ１を発振するが、ＳＡ電極１２ａは０Ｖであるので、ＳＡ１２は常に透明体として機能する。これにより、基本波ＬＳ１は、活性層１０ｄで連続波として発生してＨＲコート１０ｅを反射し、ＡＲコート１０ｆの面から外部に出射される。

また、レーザ素子１０をパルス波モードで発振させる場合、カソード電極１０ａを０Ｖに接続し、ＳＡ電極１２ａに、一例として、約−２Ｖの逆バイアス電圧Ｖｂを印加し、ＬＤ電極１１ａに所定の駆動電流Ｉｄを供給する。このパルス波モードでは、ＳＡ１２に逆バイアス電圧が印加されることで、ＳＡ１２は光強度の弱いレーザ光には吸収体として機能し、光強度の強いレーザ光には透明体として機能する。

これにより、ＬＤ１１の発振はパルス状になるパルス発振（自励発振）となって、パルス波ＬＳ２がＨＲコート１０ｅを反射して、ＡＲコート１０ｆの面から外部に出射される。このようにして、レーザ素子１０は、ＳＡ電極１２ａに印加するバイアス電圧Ｖｂを切り換えることで、出射光を連続波である基本波ＬＳ１と、パルス波ＬＳ２に切り換えることができる。

［第１の実施形態のレーザ光源装置の基本波と変換波の切り換え動作説明：図１、図３］
次に、レーザ光源装置１の基本波と変換波の切り換え動作の詳細を図１と図３を用いて説明する。なお、図３はレーザ光のスペクトルを模式的に示しており、横軸がレーザ光の波長であり、縦軸がレーザ光の出射レベル（光強度）である。

図１において、レーザ素子１０へのバイアス電圧Ｖｂが０Ｖのとき、前述したように、レーザ素子１０が発生するレーザ光は連続した基本波ＬＳ１となって、ＳＨＧ素子２０に入射される。この基本波ＬＳ１のスペクトルは、図３に示すように、基本波ＬＳ１の中心となる波長Ｗ１の出射レベルが高く、波長Ｗ１から外れた領域では、非常に少ないことが理解できる。すなわち、基本波ＬＳ１は、波長Ｗ１の成分がほとんどであって、他の波長成分は少ないのである。これは、基本波ＬＳ１が正弦波に近い連続波であるからである。

ここで、基本波ＬＳ１は、ＳＨＧ素子２０とＦＢＧ素子３０を透過するが、図３で示すように、ＦＢＧ素子３０が反射する反射波ＬＳ３の波長がＷ３であるとすると、基本波ＬＳ１は、反射波ＬＳ３の波長Ｗ３の成分が非常に少ないので、反射波ＬＳ３は、ほとんど発生せず、基本波ＬＳ１が反射波ＬＳ３の波長Ｗ３に引き込まれることがなく、ＳＨＧ素子２０とＦＢＧ素子３０は、基本波ＬＳ１に対して何も作用しない。この結果、基本波ＬＳ１は、前述したように、ＳＨＧ素子２０とＦＢＧ素子３０をそのまま透過して、出射光ＬＳ５として出射される。すなわち、レーザ素子１０へのバイアス電圧Ｖｂが０Ｖのとき、出射光ＬＳ５は、基本波ＬＳ１が出射されるのである。

従って、基本波ＬＳ１は、ＳＨＧ素子２０とＦＢＧ素子３０を単に透過するだけなので、ＳＨＧ素子２０とＦＢＧ素子３０の温度特性などの影響を受けることがない。すなわち、レーザ素子１０に０Ｖのバイアス電圧Ｖｂが印加されたとき、出射される基本波ＬＳ１は、ＳＨＧ素子２０とＦＢＧ素子３０の特性の影響を受けずに出射光ＬＳ５として出射さ
れるので、レーザ光源装置１からの出射光ＬＳ５の出射レベルは、レーザ素子１０の出射特性にだけ依存した値となる。

このために、レーザ素子１０の基本波モードにおいて、出射光ＬＳ５の一部をミラー４１によって反射して得た検出光ＬＳ６の光強度をＰＤ４０によって検出した検出信号Ｋ０の値は、レーザ素子１０単体の出射特性を示しており、レーザ素子１０が経時変化などで劣化して出射レベルが低下した場合、その出射レベルの変動は検出信号Ｋ０によって確実に把握することができる。この結果、検出信号Ｋ０の値が一定になるように、制御回路５０が駆動電流Ｉｄを調整することで、レーザ素子１０の出射変動を補正して、出射光ＬＳ５を一定に保つことが出来る。

一方、レーザ素子１０へのバイアス電圧Ｖｂが約−２Ｖのときは、前述したように、レーザ素子１０が発生するレーザ光はパルス波ＬＳ２となって、ＳＨＧ素子２０に入射され、ＳＨＧ素子２０はパルス波ＬＳ２を透過して、ＦＢＧ素子３０に入射される。このパルス波ＬＳ２のスペクトルは、図３に示すように、パルス波ＬＳ２の中心波長Ｗ２の出射レベルがもっとも高いが、波長Ｗ２から外れた領域でも出射レベルが高い領域が広く存在することが理解できる。すなわち、パルス波ＬＳ２は波長分布が広く、短い波長から長い波長まで多くの波長成分を有している。これは、パルス波ＬＳ２が、パルス状にＯＮとＯＦＦを高速に繰り返すレーザ光だからである。

ここで、図３に示すように、ＦＢＧ素子３０が反射する特定の反射波長がＷ３であるとすると、パルス波ＬＳ２は波長分布が広く、ＦＢＧ素子３０の反射波長Ｗ３の波長成分を多く含んでいるので、パルス波ＬＳ２が反射波長Ｗ３に引き込まれるようにして、ＦＢＧ素子３０に反射波ＬＳ３が生じる。この反射波ＬＳ３は、ＳＨＧ素子２０に戻る方向に進んでレーザ素子１０にフィードバックされる（図１参照）。これにより、レーザ素子１０とＳＨＧ素子２０とＦＢＧ素子３０の間にフィードバックループが形成されて、ＦＢＧ素子３０の反射波長Ｗ３でロックされた反射波ＬＳ３が継続して発振する。反射波ＬＳ３は、ＦＢＧ素子３０で波長選択されるもののパルス波であり、同じ平均光強度の連続波と比較して高い波高値を持つため、ＳＨＧ素子２０で同じ平均光強度の連続波より高い変換効率を得ることができる。この反射波ＬＳ３の波長Ｗ３を一例として１，０６４ｎｍとする。

ここで、フィードバックループの中に位置するＳＨＧ素子２０が、反射波ＬＳ３の波長Ｗ３の１／２波長である５３２ｎｍに位相整合するように設定されているとすると、ＳＨＧ素子２０は、反射波ＬＳ３を入射して内部で波長変換を行い、二次高調波である５３２ｎｍの波長Ｗ４を有する変換波ＬＳ４を出射する。これにより、変換波ＬＳ４は、ＦＢＧ素子３０を透過して、出射光ＬＳ５として外部に出射される。なお、５３２ｎｍの変換波ＬＳ４は、緑色のレーザ光（Ｇ光）である。

すなわち、レーザ素子１０に約−２Ｖのバイアス電圧Ｖｂが印加されると、レーザ素子１０はパルス波ＬＳ２を出射し、ＦＢＧ素子３０とＳＨＧ素子２０の動作によって、出射光ＬＳ５は、波長Ｗ４が５３２ｎｍの変換波ＬＳ４を出射するのである。このときの出射光ＬＳ５の出射レベルは、ＳＨＧ素子２０とＦＢＧ素子３０の温度特性などによって変動する。なぜならば、出射光ＬＳ５は、ＦＢＧ素子３０による反射波ＬＳ３と、その反射波ＬＳ３をＳＨＧ素子２０によって波長変換した変換波ＬＳ４で成り立つからである。

このため、レーザ素子１０のパルス波モードにおいて、出射光ＬＳ５の一部をミラー４１によって反射して得た検出光ＬＳ６の光強度をＰＤ４０によって検出した検出信号Ｋ０の値は、ＳＨＧ素子２０とＦＢＧ素子３０の温度特性などに依存した値となる。これにより、この検出信号Ｋ０の値が一定となるように、制御回路５０が駆動電流Ｉｄを調整する
ことで、ＳＨＧ素子２０とＦＢＧ素子３０の温度特性などを補正して、環境に影響されない安定したレーザ光を出射することが出来る。

このように、本発明のレーザ光源装置は、レーザ素子１０に印加するバイアス電圧Ｖｂを切り換えることで、レーザ素子１０からの出射光を連続波である基本波ＬＳ１とパルス波ＬＳ２に切り換え、さらに、ＳＨＧ素子２０とＦＢＧ素子３０の動作によって、出射光ＬＳ５を基本波ＬＳ１と二次高調波である変換波ＬＳ４に切り換えることが出来る。

［第１の実施形態のレーザ光源装置の基本波検出による基本波補正説明：図１、図４］
次に、基本波ＬＳ１の光強度検出によって、レーザ素子１０の出射レベルの変動（劣化）を補正する動作を図４のフローチャートとルックアップテーブルを用いて説明する。なお、レーザ光源装置１の構成は、図１を参照する。

図４（ａ）において、制御回路５０の発振切換回路５１は０Ｖのバイアス電圧Ｖｂを出力し、駆動電流制御回路５２は所定の値の駆動電流Ｉｄｋを出力して、レーザ素子１０から連続波である基本波ＬＳ１を出射する（ステップＳＴ１）。これにより、レーザ光源装置１は、基本波ＬＳ１を出射光ＬＳ５として出射する。

次にＰＤ４０は、検出光ＬＳ６を入射して、基本波ＬＳ１の光強度に応じた検出信号Ｋ０を出力する（ステップＳＴ２）。

次に制御回路５０は検出信号Ｋ０を入力し、検出信号Ｋ０が予め定められた所定の範囲内であるかを判定する（ステップＳＴ３）。ここで、検出信号Ｋ０が、所定の範囲内であれば、ステップＳＴ４に進み、所定の範囲外であれば、ステップＳＴ５に進む。

次に、ステップＳＴ３の判定で、検出信号Ｋ０が所定の範囲内であれば、駆動電流Ｉｄを変化させずに所定の一定値としてステップＳＴ６に進む（ステップＳＴ４）。

また、ステップＳＴ３の判定で、検出信号Ｋ０が所定の範囲外であれば、予め記憶しているルックアップテーブル５３を参照し、検出信号Ｋ０に応じた駆動電流Ｉｄを決定する（ステップＳＴ５）。

次に、制御回路５０は、決定した駆動電流Ｉｄを駆動電流制御回路５２から出力し、ＬＤ１１を駆動して基本波ＬＳ１の光強度を調整して変動を補正する（ステップＳＴ６）。

図４（ｂ）はルックアップテーブル５３の一例であり、横軸はＰＤ４０が検出した検出信号Ｋ０であり、縦軸は検出信号Ｋ０に対応して設定する駆動電流Ｉｄである。駆動電流Ｉｄの設定値は、検出信号Ｋ０に対して非線形であり、検出信号Ｋ０が小さいと駆動電流Ｉｄの設定値は大きくなり、検出信号Ｋ０が大きくなると駆動電流Ｉｄの設定値は小さくなる。制御回路５０が検出信号Ｋ０に基づいて、このルックアップテーブル５３を参照することで、レーザ素子１０の駆動電流Ｉｄに対する基本波ＬＳ１の光強度が非線形であったとしても、ルックアップテーブル５３によって補正し、変動の少ない安定した出射光ＬＳ５を出射することが可能となる。

このように、ルックアップテーブル５３を用いることで、レーザ素子１０の経時変化による出射特性が、どのような非線形で変化しても、その非線形特性をルックアップテーブル５３に記憶させることで、出射光ＬＳ５を高精度に補正することができる。また、基本波ＬＳ１の光強度の変動は、前述したようにレーザ素子１０単体の出射特性を示しているので、基本波ＬＳ１の光強度を検出することで、他の光学素子の特性に影響されることなく、レーザ素子１０単体に対して高精度な補正を実施でき、長期間安定したレーザ光を出
射するレーザ光源装置を提供できる。なお、基本波検出のタイミング動作は、後述する第２の実施形態で説明する。

［第１の実施形態のレーザ光源装置の変換波検出による変換波補正説明：図１、図５］
次に、変換波ＬＳ４の光強度検出によって、ＳＨＧ素子２０、ＦＢＧ素子３０の温度特性などによる変動を補正する動作を図５のフローチャートを用いて説明する。なお、レーザ光源装置１の構成は、図１を参照する。

図５において、制御回路５０の発振切換回路５１は、−２Ｖのバイアス電圧Ｖｂを出力し、駆動電流制御回路５２は所定の値の駆動電流Ｉｄｈを出力して、レーザ素子１０からパルス波ＬＳ２を出射する（ステップＳＴ１０）。これにより、レーザ光源装置１は、変換波ＬＳ４を出射光ＬＳ５として出射する。

次にＰＤ４０は、検出光ＬＳ６を入射して、変換波ＬＳ４の光強度に応じた検出信号Ｋ０を出力する（ステップＳＴ１１）。このときＦＢＧ素子３０で反射されなかった一部の基本波のもれが同時にＰＤ４０に入るが、大部分は変換波ＬＳ４となるため、ＰＤ４０に波長選択性がなくても出射光ＬＳ５を変換波ＬＳ４とみなすことができる。

次に制御回路５０は検出信号Ｋ０を入力し、検出信号Ｋ０が予め定められた所定の範囲内であるかを判定する（ステップＳＴ１２）。ここで、検出信号Ｋ０が所定の範囲内であれば、ステップＳＴ１３に進み、所定の範囲外であれば、ステップＳＴ１４に進む。

次に、ステップＳＴ１２の判定で、検出信号Ｋ０が所定の範囲内であれば、駆動電流Ｉｄを変化させずに所定の一定値として、ステップＳＴ１７に進む（ステップＳＴ１３）。

また、ステップＳＴ１２の判定で、検出信号Ｋ０が所定の範囲外であれば、検出信号Ｋ０が減少方向であるか否かを判定する（ステップＳＴ１４）。ここで、検出信号Ｋ０が減少方向であれば（肯定判定）、ステップＳＴ１５に進み、検出信号Ｋ０が増加方向であれば（否定判定）、ステップＳＴ１６に進む。

次に、ステップＳＴ１４が肯定判定であれば、駆動電流Ｉｄを所定量だけ増加してステップＳＴ１７に進む（ステップＳＴ１５）。

また、ステップＳＴ１４が否定判定であれば、駆動電流Ｉｄを所定量だけ減少してステップＳＴ１７に進む（ステップＳＴ１６）。

次に、制御回路５０は、ステップＳＴ１３、ＳＴ１５、ＳＴ１６の各ステップで決定した駆動電流Ｉｄを駆動電流制御回路５２から出力し、ＬＤ１１を駆動して変換波ＬＳ４である出射光ＬＳ５の光強度を調整して変動を補正する（ステップＳＴ１７）。このようにして、出射光ＬＳ５が、ＳＨＧ素子２０またはＦＢＧ素子３０の温度特性などで変動しても、ＰＤ４０による検出信号Ｋ０に応じて駆動電流Ｉｄを調整できるので、出射光ＬＳ５の変動を補正して、変動の少ない安定した出射光ＬＳ５を出射することが可能となる。なお、変換波検出のタイミング動作は、後述する第２の実施形態で説明する。

以上のように、本発明のレーザ光源装置によれば、基本波と変換波の検出を分離して実施することで、ＳＨＧ素子２０とＦＢＧ素子３０の特性の影響を取り除き、レーザ素子１０単体の出射特性を把握することが出来る。この結果、レーザ素子１０単体の経時変化による劣化特性を補正する制御と、ＳＨＧ素子２０とＦＢＧ素子３０による温度特性などによる変動を補正する制御とを個別に実施することで、出射光の出射レベルをきめ細かく調整して、長期間安定したレーザ光を出射する高性能なレーザ光源装置を提供できる。

また、基本波の検出を波長分布が狭く、且つ、ピーク波長が検出に十分な大きさである連続波で行うことが出来るので、基本波の検出が容易であり、基本波の出射レベルを高精度に検出できるため、出射光の変動を高精度に補正するレーザ光源装置を実現できる。

また、レーザ素子１０に印加するバイアス電圧Ｖｂによって連続発振とパルス発振を選択して、出射光を基本波と変換波に切り換えることが出来る。これにより、出射光ＬＳ５を検出する検出素子を本実施形態のように一つで構成することも可能である。

なお、第１の実施形態として示したレーザ光源装置は、緑色（Ｇ）のレーザ光を出射する光源装置として説明したが、出射するレーザ光の色は緑色に限定されず、青色（Ｂ）、または赤色（Ｒ）でもよい。すなわち、ＦＢＧ素子３０の反射波長Ｗ３と、ＳＨＧ素子２０の位相整合の波長（すなわち、変換波ＬＳ４の波長Ｗ４）を変えることで、様々な波長を安定して出射するレーザ光源装置を実現できる。

［第１の実施形態の変形例のレーザ光源装置の構成説明：図６］
次に、第１の実施形態の変形例であるレーザ光源装置の構成を図６を用いて説明する。この変形例は、レーザ光を検出する検出素子が複数、具体的には２個によって構成されることを特徴とし、二つの検出素子とその周辺の構成以外は、前述した第１の実施形態の構成（図１参照）と同様であるので、図６では、二つの検出素子とその周辺の構成のみについて図示し、図１と同一要素には、同一番号を付して説明する。

図６において、第１の実施形態の変形例のレーザ光源装置１´のＦＢＧ素子３０から出射される出射光ＬＳ５は、ミラー４１に入射し、ミラー４１は大部分の出射光ＬＳ５を透過して外部に出射すると共に、出射光ＬＳ５の一部を反射して検出光ＬＳ６として出射する。ここで、符号４２、４３は、二つの検出素子である（以下、ＰＤ４２、ＰＤ４３と略す）。

このＰＤ４２、ＰＤ４３は、ミラー４１からの検出光ＬＳ６をそれぞれ略均等に入射するように配置され、検出光ＬＳ６の光強度に応じたそれぞれの検出信号Ｋ１、Ｋ２を出力して制御回路５０に入力する。ここで、一例として、ＰＤ４２の入射口には基本波ＬＳ１の波長Ｗ１（図３参照）のみを透過するフィルタ４２ａが装着されており、ＰＤ４３の入射口には変換波ＬＳ４の波長Ｗ４（図３参照）のみを透過するフィルタ４３ａが装着されている。

この構成によって、レーザ光源装置１´が基本波モードであるときは、前述したように、出射光ＬＳ５は基本波ＬＳ１であるので、ＰＤ４２がフィルタ４２ａを透過した基本波ＬＳ１を入射し、基本波ＬＳ１の光強度に応じた検出信号Ｋ１を出力して制御回路５０に入力する。また、レーザ光源装置１´が変換波モードであるときは、出射光ＬＳ５は変換波ＬＳ４であるので、ＰＤ４３がフィルタ４３ａを透過した変換波ＬＳ４を入射し、変換波ＬＳ４の光強度に応じた検出信号Ｋ２を出力して制御回路５０に入力する。

制御回路５０は、基本波モードにおいて検出信号Ｋ１を入力し、図４のフローチャートと同様に、検出信号Ｋ１に応じて駆動電流Ｉｄを決定し、レーザ素子１０単体の経時変化による劣化特性を補正して出射光ＬＳ５の変動を安定させる。また、制御回路５０は、変換波モードにおいて検出信号Ｋ２を入力し、図５のフローチャートと同様に、検出信号Ｋ２に応じて駆動電流Ｉｄを決定し、ＳＨＧ素子２０とＦＢＧ素子３０による温度特性などによる変動を補正して出射光ＬＳ５の変動を安定させる。

以上のように、第１の実施形態の変形例のレーザ光源装置１´は、レーザ光を検出する
検出素子がＰＤ４２、ＰＤ４３の２つ必要であるが、それぞれに装着されるフィルタ４２ａ、４３ａによって、基本波ＬＳ１と変換波ＬＳ４を独立して個別に検出するので、より高精度な検出が可能となり、出射光ＬＳ５の出射レベルをきめ細かく高精度に補正するレーザ光源装置を提供できる。

［第２の実施形態のレーザ・プロジェクタの構成説明：図７］
次に、第２の実施形態として、本発明の第１の実施形態のレーザ光源装置を用いたレーザ・プロジェクタの概略構成を図７を用いて説明する。図７において、レーザ・プロジェクタ１００は、第１の実施形態のレーザ光源装置１、レーザ光源装置１を制御する制御手段としての制御部１１０、レーザ光源装置１からの出射光をコリメータレンズ１２０に伝達する光ファイバ１３０、コリメータレンズ１２０によって集光されたレーザ光１２１を水平または垂直に走査する走査手段１４０、走査手段１４０を駆動する走査ドライバ１５０、走査手段１４０に走査されるレーザ光１２１の走査領域の周囲を遮光する遮蔽部１６０から構成される。

また、レーザ・プロジェクタ１００がカラー画像を表示する場合、レーザ光源装置１は、図示しないが、ＲＧＢの３種類の波長のレーザ光を出射する３台によって構成され、それぞれのＲＧＢレーザ光が合成されて光ファイバ１３０に入射される。なお、光ファイバ１３０から出射されるレーザ光１２１は、第１の実施形態の出射光ＬＳ５に相当する。また、符号１７０はスクリーンであり、その表示領域１７１上に、遮蔽部１６０の開口部１６１を透過するレーザ光１２１が照射されて、投影スポット１２２として画像が形成される。

制御部１１０は、外部からビデオ信号Ｖ１を入力し、ＲＧＢのレーザ光をそれぞれ出射する３台のレーザ光源装置１の各レーザ光の光強度をビデオ信号Ｖ１に応じて制御する制御信号Ｃ１と、走査ドライバ１５０を制御する走査制御信号Ｃ２を出力する。

走査手段１４０は、ＭＥＭＳミラー１４１が用いられ、走査ドライバ１５０によって水平方向（以後、Ｘ方向と記す）および垂直方向（以後、Ｙ方向と記す）に揺動可能であって、Ｘ方向には約２０ＫＨｚで共振駆動され、Ｘ方向の走査角は時間に対して正弦波状に変化する。また、Ｙ方向には鋸波状の強制駆動により６０Ｈｚで駆動されて、その走査角は鋸波状に変位する。

従って、レーザ光１２１は、Ｘ方向には表示する画像の１ライン分の走査を高速で繰り返すと共に、Ｙ方向には表示する画像の１画面の走査が低速で行われる。この走査手段１４０の駆動方式は静電方式、電磁方式、ピエゾ方式等があり、さらに水平走査と垂直走査で異種方式を組み合わせたものであってもかまわない。

すなわち、レーザ光１２１は、走査手段１４０のＸ方向とＹ方向の走査角変位によって、最上部の最初のＸ方向の１ライン走査から、最下部の最後のＸ方向の１ライン走査まで正弦波で描きながらＹ方向に移動し、そして、最上部の最初のＸ方向の１ライン走査に戻る動作を繰り返して、画面単位で画像を形成するように構成されている。

［第２の実施形態のレーザ・プロジェクタによるレーザ光の走査説明：図８］
次に、第２の実施形態のレーザ・プロジェクタ１００による走査によって投影されるレーザ光の軌跡を図８を用いて説明する。なお、レーザ・プロジェクタ１００の構成は図７を参照する。

図８において、ＭＥＭＳミラー１４１のＸＹ方向の揺動によって、レーザ光の投影スポ
ット１２２は、矢印Ｈ１方向に走査して、点線及び実線で示した軌跡Ｌを形成する。ここで、投影スポット１２２の軌跡Ｌは、遮蔽部１６０の周辺部１６２を走査しているとき（点線で示す軌跡）は遮光され、遮蔽部１６０の開口部１６１を走査しているとき（実線で示す軌跡）は、スクリーン１７０の表示領域１７１（図７参照）に到達し画像を表示する。

すなわち、走査による投影スポット１２２の軌跡Ｌは、図８の点Ｐ１を始点として周辺部１６２の中を点線で示す正弦波として移動し、遮蔽部１６０の開口部１６１の点Ｐ２から開口部１６１の中の軌跡は、例えば、軌跡Ｌａ１、Ｌａ２は、実線で示すような正弦波の軌跡を形成し、周辺部１６２の中の軌跡は、例えば、軌跡Ｌｂ１、Ｌｂ２は、点線で示すような正弦波の軌跡を形成し、それぞれが周期的に繰り返し、点Ｐ３で開口部１６１の中の走査を終了して、周辺部１６２で遮蔽されて点線で示す軌跡を描き最下端の点Ｐ４に到る。

そして、上方への戻りの正弦波の軌跡に沿って、開口部１６１を粗い点線で示す軌跡Ｌｃ１、Ｌｃ２で通過して、上方の始点Ｐ１に戻る。この動作によって１画面の描画が終了する。以上の動作を繰り返し、投影スポット１２２の軌跡Ｌが遮蔽部１６０の開口部１６１の中を走査することで、スクリーン１７０の表示領域１７１に連続した画像を表示することが出来る。なお、図８においては、説明を分かりやすくするために、走査本数を少なくして説明しているが、実際のＹ方向の走査本数は、一例として６００本程度ある。

ここで、ＭＥＭＳミラー１４１の走査角度は、投影スポット１２２の軌跡ＬのＸ方向の最大走査振幅Ａ１にＭＥＭＳミラー１４１のＸ方向最大走査角α１が相当し、Ｙ方向の最大走査振幅Ｂ１にＹ方向最大走査角β１（図示せず）が相当する。

また、遮蔽部１６０の開口部１６１は、Ｘ方向表示幅Ａ２とＹ方向表示幅Ｂ２により形成され、この領域がスクリーン１７０（図７参照）の表示領域１７１に画像を表示形成する。そして、開口部１６１のＸ方向表示幅Ａ２とＭＥＭＳミラー１４１のＸ方向表示走査角α２が一致し、Ｙ方向表示幅Ｂ２とＹ方向表示走査角β２（図示せず）が一致する。

すなわち、Ｘ方向のレーザ光１２１は正弦波状に走査角が変化するから、Ｘ方向の最大走査角α１近傍の走査速度がゼロに近い領域の光、例えば、点線で示した軌跡Ｌｂ１、Ｌｂ２の光は、遮蔽部１６０の周辺部１６２によって遮蔽されてスクリーン１７０に投射スポット１２２が到達せず、画像は表示されない。また、Ｘ方向表示走査角α２内の走査速度の変化が少ない領域の光、例えば、実線で示した軌跡Ｌａ１、Ｌａ２の光は、スクリーン１７０の表示領域１７１に画像を表示するように構成される。

なお、Ｘ方向最大走査角α１に対するＸ方向表示走査角α２の比は所定の割合で設定可能であって、例えば表示走査角α２の最大走査角α１に対する比を０．７５以上として遮蔽することが望ましい。

ここで、第２の実施形態のレーザ・プロジェクタの特徴とするところは、投射スポット１２２の軌跡Ｌが、遮蔽部１６０の周辺部１６２の両端で遮光されている間の時間、すなわち、上述した軌跡Ｌｂ１、Ｌｂ２の点線で示した部分を走査している時間（最大走査角α１近傍の時間）、及び、軌跡Ｌが点Ｐ４から点Ｐ１まで戻るブランキング期間を有効に活用して、変換波と基本波の検出を行うことである。

［第２の実施形態のレーザ・プロジェクタによるレーザ光の検出タイミングの説明：図９］
次に、第２の実施形態に係わるレーザ・プロジェクタのレーザ光の変換波と基本波の検
出タイミングを図９を用いて説明する。なお、レーザ・プロジェクタ１００は、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光のレーザ光をそれぞれ出射する３台のレーザ光源装置１を用いるが、ここでは、説明を分かりやすくするために、１台のレーザ光源装置を例として説明する。

図９（ａ）は、１画面分の描画において、スクリーン１７０（図７参照）の表示領域１７１の上部が暗く、下部に行くに従って明るくなる画像を例として、輝度信号の時間的変化を示すグラフであり、縦軸はレーザ光１２１による輝度Ｑを表し、横軸は時間軸ｔである。なお、以下の全てのグラフの横軸は時間軸ｔである。ここで、輝度Ｑは輝度信号に基づいて、直線的に上昇する。

図９（ｂ）は、輝度信号に基づきＬＤ１１への駆動電流Ｉｄ（図１参照）の制御の時間的変化を示し、縦軸が駆動電流Ｉｄのグラフである。この駆動電流Ｉｄは、後述する１走査表示期間Ｔａ１、Ｔａ２・・・Ｔａ９、Ｔａ１０で輝度信号に基づいた輝度Ｑ１、Ｑ２・・・Ｑ９、Ｑ１０を得るための駆動電流Ｉｄ１、Ｉｄ２・・・Ｉｄ９、Ｉｄ１０が流れ、後述する１走査ブランキング期間Ｔｂ１、Ｔｂ２・・・Ｔｂ９では、表示するための駆動電流は流れないように制御される。

図９（ｃ）は、レーザ光１２１をＸ方向に走査するためのＭＥＭＳミラー１４１のＸ方向の走査角の時間的変化を示し、縦軸が走査角αのグラフである。

図９（ｄ）は、レーザ光１２１をＹ方向に走査するためのＭＥＭＳミラー１４１のＹ方向の走査角の時間的変化を示し、縦軸が走査角βのグラフである。

図９（ｅ）は、レーザ素子１０のＳＡ１２に印加するバイアス電圧Ｖｂを示している。また、図９（ｆ）は、変換波の検出を行うタイミングを示しており、図９（ｇ）は、基本波の検出を行うタイミングを示している。

以下、図８の投影スポット１２２の軌跡Ｌの各点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４と対比しながら図９において、ＭＥＭＳミラー１４１の走査角α、β、駆動電流Ｉｄ、輝度Ｑ、バイアス電圧Ｖｂ、変換波ＬＳ４と基本波ＬＳ１の検出タイミングを時間軸に沿って説明する。

はじめに、図８と図９（ｄ）において、点Ｐと時間軸ｔの関係について説明する。時間軸ｔ上の時間ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５＝ｔ１は、１画面を表示する時間の１画面描画期間Ｆであり、遮蔽部１６０上の点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５＝Ｐ１のＹ方向変位が鋸波状に周期的に繰り返すように構成され、１周期で１画面が形成されることを示している。

そして、時間ｔ１〜ｔ２における点Ｐ１〜Ｐ２は、遮蔽部１６０の周辺部１６２の上部でレーザ光１２１が遮蔽される上部ブランキング期間ＴＢ１である。また、時間ｔ２〜ｔ３における点Ｐ２〜Ｐ３は、遮蔽部１６０の開口部１６１を投影スポット１２２が透過してスクリーン１７０の表示領域１７１に表示可能な１画面表示期間ＴＳである。また、時間ｔ３〜ｔ４における点Ｐ３〜Ｐ４は、遮蔽部１６０の周辺部１６２の下部でレーザ光１２１を遮蔽する下部ブランキング期間ＴＢ２であり、時間ｔ４〜ｔ５（ｔ１）における点Ｐ４〜Ｐ５（Ｐ１）は、下方に走査した投射スポット１２２を再び上方に戻すための戻りブランキング期間ＴＢ３である。

この戻りブランキング期間ＴＢ３は、投影スポット１２２が開口部１６１を透過する期間（図８の粗い点線Ｌｃ１、Ｌｃ２参照）である。そして、Ｙ方向の走査角に関して、Ｙ方向最大走査角β１は、図８で示した点Ｐ１から点Ｐ４のＹ方向の最大走査振幅Ｂ１に相当し、Ｙ方向表示走査角β２は、図８で示した点Ｐ２から点Ｐ３のＹ方向表示幅Ｂ２に相
当する。

また、図９（ｃ）において、Ｘ方向の走査角αは、正弦波状に周期的に繰り返し変化し、例えば、時間ｔ１〜ｔ２の間隔が一周期の正弦波で構成されている。そして、その周期の半分の間隔が１走査期間Ｔｓ１に相当する。そして、その１走査期間Ｔｓ１は、１走査表示期間Ｔａ１と１走査ブランキング期間Ｔｂ１から構成され、次の１走査期間Ｔｓ２は、１走査表示期間Ｔａ２と１走査ブランキング期間Ｔｂ２から構成され、１画面表示期間ＴＳの終わりで、１走査ブランキング期間Ｔｂ９、１走査表示期間Ｔａ１０に至る。従って、１走査期間Ｔｓ１と次の１走査期間Ｔｓ２で正弦波の１周期が構成され、Ｘ方向の走査は、この繰り返しにより形成される。

この１走査表示期間Ｔａ１、Ｔａ２と１走査ブランキング期間Ｔｂ１、Ｔｂ２は、図８の軌跡Ｌの一部分である軌跡Ｌａ１（実線）、Ｌｂ１（点線）、Ｌａ２（実線）、Ｌｂ２（点線）を投影スポット１２２が通る期間に相当して、それを繰り返すことで１画面が形成される。そして、Ｘ方向の走査角に関して、図９（ｃ）のＸ方向最大走査角α１は、図８で示したＸ方向の最大走査振幅Ａ１に相当し、Ｘ方向表示走査角α２は、図８で示したＸ方向表示幅Ａ２に相当する。

次に、図９（ｅ）において、レーザ素子１０のＳＡ１２に印加されるバイアス電圧Ｖｂは、戻りブランキング期間ＴＢ３に０Ｖとなり、上部ブランキング期間ＴＢ１と１画面表示期間ＴＳと下部ブランキング期間ＴＢ２に約−２Ｖとなるように制御回路５０の発振切換回路５１（図１参照）が制御する。この制御によって、前述したように、バイアス電圧Ｖｂが０Ｖの期間は、出射光ＬＳ５は連続した基本波ＬＳ１となり、バイアス電圧Ｖｂが約−２Ｖの期間は、出射光ＬＳ５は変換波ＬＳ４となる。すなわち、戻りブランキング期間ＴＢ３においては基本波ＬＳ１が出射され、他の期間においては、変換波ＬＳ４が出射されるのである。

この制御によって、１画面表示期間ＴＳにＬＤ１１へ所定の駆動電流Ｉｄが流れると、駆動電流Ｉｄの大きさに応じた変換波ＬＳ４が出射され、レーザ光１２１となって、スクリーン１７０に画像を表示することが出来る。なお、変換波ＬＳ４の波長が、前述したように５３２ｎｍのＧ光であれば、スクリーン１７０には緑色の画像が表示される。また、戻りブランキング期間ＴＢ３に駆動電流Ｉｄが流れても、レーザ光源装置１からは、赤外光の基本波ＬＳ１が出射されるので、投影スポット１２２が開口部１６１を軌跡Ｌｃ１、Ｌｃ２として通過しても、スクリーン１７０上で見えることがない。

また、図９（ｆ）において、変換波ＬＳ４の出射レベルを検出するためのタイミングＴｈは、変換波ＬＳ４が出射される１画面表示期間ＴＳの中で、一例として、投影スポット１２２が遮蔽部１６０の周辺部１６２を走査しているときの軌跡Ｌｂ１の期間、すなわち、１走査ブランキング期間Ｔｂ１で行われる。このタイミングＴｈ期間に、駆動電流Ｉｄｈ（図９（ｂ）参照）をレーザ素子１０に供給し、その時の出射光ＬＳ５の出射レベルをＰＤ４０が検出する。これにより、レーザ光源装置１の制御回路５０は、変換波ＬＳ４の出射レベルを把握して、変換波ＬＳ４を補正するためのデータを取得することができる。すなわち、この変換波ＬＳ４の検出タイミングＴｈにおいて、第１の実施形態の図５で説明した変換波補正動作が行われる。

また、駆動電流Ｉｄｈがレーザ素子１０に供給されることで、レーザ光源装置１から変換波ＬＳ４が出射されるが、前述したように、変換波ＬＳ４の検出タイミングＴｈは、投影スポット１２２が遮蔽部１６０の周辺部１６２を走査している１走査ブランキング期間Ｔｂ１に行われるので、変換波ＬＳ４は、遮蔽部１６０によって遮蔽されてスクリーン１７０上では見えず、表示画像に影響を及ぼすことがない。

なお、図９（ｆ）では、変換波ＬＳ４の検出タイミングは、１画面表示期間ＴＳの中で、１回のみ（すなわち、Ｔｂ１）として示しているが、これに限定されず、検出タイミングＴｈは繰り返される１走査ブランキング期間Ｔｂにおいて複数回あってもよい。また逆に、１画面表示期間ＴＳの毎回ではなく、ある程度の間隔を置いて変換波ＬＳ４の検出を行ってもよい。

また、図９（ｇ）において、基本波ＬＳ１の出射レベルを検出するためのタイミングＴｋは、戻りブランキング期間ＴＢ３の中の所定の期間に行われる。このタイミングＴｋ期間に、駆動電流Ｉｄｋ（図９（ｂ）参照）をレーザ素子１０に供給し、その時の出射光ＬＳ５の出射レベルをＰＤ４０が検出する。これにより、レーザ光源装置１の制御回路５０は、基本波ＬＳ１の出射レベルを把握して、基本波ＬＳ１を補正するためのデータを取得することができる。すなわち、この基本波ＬＳ１の検出タイミングＴｋにおいて、第１の実施形態の図４で説明した基本波補正動作が行われる。

また、この戻りブランキング期間ＴＢ３に基本波検出のための駆動電流Ｉｄｋがレーザ素子１０に供給されても、前述したように、レーザ光源装置１からは、赤外光の弱い基本波ＬＳ１が出射されるだけなので、スクリーン１７０上では見えず、表示画像に影響を及ぼすことがない。

以上のように、第２の実施形態のレーザ・プロジェクタは、レーザ光源装置１からのレーザ光が水平走査によって遮蔽部１６０で遮蔽されている１走査ブランキング期間Ｔｂに変換波ＬＳ４の検出を行い、また、レーザ光源装置１からのレーザ光の垂直走査の戻りブランキング期間ＴＢ３に基本波の検出を行うように構成される。この結果、各検出電流による出射光が、表示画像に影響を与えることがないと共に、変換波と基本波を個別に検出することが出来る。これにより、各光学素子の経時変化や温度特性等による出射光の変動を補正して、常に安定した美しい映像を表示する小型のレーザ・プロジェクタを提供することが出来る。

なお、本発明の実施形態で示した構成図やフローチャート等は、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を満たすものであれば、任意に変更してよい。また、第２の実施形態のレーザ・プロジェクタの走査手段は、ＭＥＭＳミラー方式として例示したが、走査手段の方式は限定されず、どのような方式による走査手段であっても、本発明は適応される。

１、１´ レーザ光源装置
１０ レーザ素子
１１ ＬＤ（レーザダイオード）
１２ ＳＡ（可飽和吸収体）
２０ ＳＨＧ素子（波長変換素子）
３０ ＦＢＧ素子（ＦＢＧ型反射素子）
４０、４２、４３ ＰＤ（検出素子）
４１ ミラー
４２ａ、４３ａ フィルタ
５０ 制御回路
５１ 発振切換回路
５２ 駆動電流制御回路
５３ ルックアップテーブル
１００ レーザ・プロジェクタ
１１０ 制御部
１２０ コリメータレンズ
１２１ レーザ光
１２２ 投影スポット
１３０ 光ファイバ
１４０ 走査手段
１４１ ＭＥＭＳミラー
１５０ 走査ドライバ
１６０ 遮蔽部
１６１ 開口部
１６２ 周辺部
１７０ スクリーン
１７１ 表示領域
ＬＳ１ 基本波（基本波レーザ光）
ＬＳ２ パルス波
ＬＳ３ 反射波
ＬＳ４ 変換波
ＬＳ５ 出射光
ＬＳ６ 検出光
Ｉｄ 駆動電流
Ｖｂ バイアス電圧
Ｃ１ 制御信号
Ｃ２ 走査制御信号
Ｋ０、Ｋ１、Ｋ２ 検出信号

Claims (3)

1. レーザ素子と、
   前記レーザ素子からのレーザ光の波長を変換して出射する波長変換素子と、
   を有するレーザ光源装置において、
   前記レーザ素子の駆動を制御する制御手段と、
   前記波長変換素子からの出射光を検出する検出手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記レーザ素子の発振状態を切り換える発振状態切り換え手段を含み、
   前記発振状態切り換え手段は、前記レーザ素子の発振状態をパルス発振と連続発振に切り換えるものであり、
   前記検出手段は、ひとつの検出素子によって、前記レーザ素子がパルス発振状態である場合には、前記レーザ光の変換波を検出し、前記レーザ素子が連続発振状態である場合には、前記レーザ光の基本波を検出し、
   前記制御手段は、前記検出手段からの前記基本波の検出情報および前記変換波の検出情報に基づいて、前記レーザ素子の駆動を制御する、ことを特徴とするレーザ光源装置。
2. 請求項１に記載のレーザ光源装置と、
   前記レーザ光源装置を制御する制御手段と、
   前記レーザ光源装置からのレーザ光を水平または垂直に走査する走査手段と、
   前記レーザ光のうち、前記走査手段による走査角の最大走査角に対する比が、所定の割合以上となる光を遮蔽する遮蔽部と、を備え、
   前記制御手段は、水平走査期間に前記レーザ光源装置からの前記変換波を検出し、
   垂直走査期間に前記レーザ光源装置からの基本波を検出するように制御することを特徴とするレーザ・プロジェクタ。
3. 前記制御手段は、前記水平走査期間の中で、前記レーザ光が前記遮蔽部で遮蔽されている間に前記変換波の検出を行うことを特徴とする請求項２に記載のレーザ・プロジェクタ。
   

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