JP6519188B2 - 光源装置およびプロジェクター - Google Patents

Description

本発明は、光源装置およびプロジェクターに関するものである。

従来、プロジェクターやレーザープリンターなどの装置において、光源としてレーザーダイオード（ＬＤ）が用いられている。レーザーダイオードは、同じ電流を供給したとしても、種々の原因により出力値が異なることが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開昭６２−１２８２７４号公報

レーザーダイオードの出力値が変わってしまう代表的な原因として、レーザーダイオードの劣化がある。レーザーダイオードの劣化は、（１）使用しているうちに不可避的に出力値が低下する経時変化によるものと、（２）駆動条件が不適切であるためにレーザーダイオードが受ける損傷によるものと、に分けて考えることができる。

このうち、（２）については、レーザーダイオードの駆動条件を適切に設定することで、抑制することができる。そのため、レーザーダイオードの出力値低下を抑制し長寿命化するために、レーザーダイオードの駆動条件を適切に設定することが検討されてきた。

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、レーザーダイオードの損傷が抑制され、寿命が長い光源装置を提供することを目的とする。また、このような光源装置を有し、寿命が長いプロジェクターを提供することをあわせて目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の一態様は、レーザー素子と、前記レーザー素子の温度を直接または間接的に測定する温度センサーと、前記温度センサーによって得られた測定値に基づいて前記レーザー素子に供給する電流値を制御する制御装置と、を有し、前記レーザー素子が損傷することなく射出可能なレーザー光の出力の最大値を最大出力としたとき、前記制御装置は、前記測定値に応じて、前記レーザー素子の出力が前記最大出力を超えないように前記電流値を制御する光源装置を提供する。

この構成によれば、レーザー素子に対し、過大な電流が供給されることがないため、レーザー素子の損傷が抑制される。これにより、寿命が長い光源装置を提供することができる。

本発明の一態様によれば、前記レーザー素子の起動時に、前記制御装置は、前記レーザー素子の出力が前記最大出力を超えないような第１の電流値に前記電流値を制御し、前記レーザー素子の温度が定常状態になっているとき、前記制御装置は、前記第１の電流値よりも大きい第２の電流値に前記電流値を制御する構成としてもよい。
この構成によれば、レーザー素子の起動時に定常状態よりも低い温度となっているレーザー素子に対し、過大な電流が供給されることがないため、レーザー素子の損傷が抑制される。

本発明の一態様によれば、前記制御装置は、前記電流値を前記第１の電流値から前記第２の電流値まで段階的に増加させる構成としてもよい。
この構成によれば、より短い時間で電流値を第２の電流値に到達させることができる。

本発明の一態様によれば、前記制御装置は、前記電流値を前記第１の電流値から前記第２の電流値まで連続的に増加させる構成としてもよい。
この構成によれば、より短い時間で電流値を第２の電流値に到達させることができる。さらに、電流値が振動するというリンギングが生じないため、電流値がオーバーシュートしない。すなわち、過大な電流が供給されることが無い。そのため、レーザー素子の光学損傷を効果的に抑制することができる。

本発明の一態様によれば、前記制御装置は、前記レーザー素子の起動後、前記電流値を前記第２の電流値とするまでの時間が短くなるように、前記電流値を制御する構成としてもよい。
この構成によれば、光源装置から、早期に所望の出力値のレーザー光を射出させることができる。

本発明の一態様によれば、前記制御装置は、前記レーザー素子の温度と前記レーザー素子の出力値との対応関係に基づいて、前記出力値が前記最大出力に近づくように前記電流値を制御する構成としてもよい。
この構成によれば、光源装置の起動時から、最大出力または最大出力に近い出力のレーザー光を射出させることができる。

本発明の一態様によれば、前記制御装置は、前記レーザー素子の累積使用時間に応じて、前記電流値を制御する構成としてもよい。
この構成によれば、レーザー素子について経時変化による劣化が進んだとしても、光学損傷を生じない電流値を供給することができ、レーザー素子の損傷を抑制することができる。また、累積使用時間を測定することで適切に制御することができるため、制御が容易である。

本発明の一態様によれば、前記制御装置は、同じ前記電流値に対する前記レーザー素子の出力値の実測値の変化に応じて、前記電流値を制御する構成としてもよい。
この構成によれば、レーザー素子について経時変化による劣化が進んだとしても、光学損傷を生じない電流値を供給することができ、レーザー素子の損傷を抑制することができる。また、出力値の実測値に応じて制御するため、確実な制御が可能となる。

また、本発明の一態様は、上記の光源装置と、前記光源装置から射出される光を変調する光変調装置と、前記光変調装置によって変調された光を投写する投写光学系と、を備えるプロジェクターを提供する。
この構成によれば、プロジェクターは上述した本発明に係る光源装置を有しているため、光量が低下しにくく長寿命化されたものとなる。

本実施形態に係る光源装置の模式図である。 レーザー素子の温度とレーザー素子の出力値との対応関係を示すグラフである。 レーザー素子の点灯時間とレーザー素子の温度との対応関係を示すグラフである。 レーザー素子の点灯時間と、制御装置が制御する電流値との対応関係を示すグラフである。 レーザー素子の点灯時間と、制御装置が制御する電流値との対応関係を示すグラフである。 レーザー素子の点灯時間と、制御装置が制御する電流値との対応関係を示すグラフである。 レーザー素子の点灯時間と、制御装置が制御する電流値との対応関係を示すグラフである。 本実施形態に係るプロジェクターの光学系を示す上面図である。 本実施形態における回転蛍光板３０の説明図である。

以下、図１〜図７を参照しながら、本実施形態に係る光源装置について説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の寸法や比率などは適宜異ならせてある。

図１は、本実施形態に係る光源装置の模式図である。図に示すように、本実施形態の光源装置１０は、レーザー素子１１と、温度センサー１２と、制御装置１３と、を有する。

レーザー素子１１は、レーザー光ＬＢを射出する固体光源である。レーザー素子１１としては、例えば半導体レーザー素子（レーザーダイオード）を用いることができる。

レーザー素子１１は、光源装置１０の設計に応じて種々の光を射出するものを用いることができる。例えば、光源装置１０から射出するレーザー光ＬＢを蛍光物質に照射して、蛍光物質に蛍光を生成させる場合、すなわち射出するレーザー光ＬＢを励起光として用いる場合、レーザー素子１１は、発光強度のピークが約４４５ｎｍの青色のレーザー光を射出するものを用いることができる。

温度センサー１２は、レーザー素子１１の温度を直接または間接的に測定するセンサーである。レーザー素子１１の起動時において、レーザー素子１１の温度は、レーザー素子１１が配置されている環境の温度と概ね等しい。そのため、レーザー素子１１の周囲の温度を測定することで、レーザー素子１１の温度を間接的に測定することができる。

温度センサー１２は、起動時にレーザー素子１１の温度を測定する。また、温度センサー１２は、レーザー素子１１の点灯中にレーザー素子１１の温度を連続的に測定し続けてもよく、断続的に測定してもよい。

温度センサー１２としては、レーザー素子１１の温度を直接または間接的に測定することができれば、公知のセンサーを用いることができる。

制御装置１３は、温度センサー１２によって得られた測定値を取得するとともに、取得した測定値に基づいてレーザー素子１１に入力する電流値を制御する。

半導体レーザー素子は、入力する電流量を増やすと、レーザー素子におけるレーザー光の射出端面が光学損傷（catastrophic optical damage、ＣＯＤ）と呼ばれる損傷を受け、出力が減少することがある。光学損傷は、以下のメカニズムで生じる。

まず、半導体レーザー素子に過大な電流を供給すると、射出端面に存在する表面順位を介して電子とホールとが再結合し、発光を伴わない電流が生じる。このため、射出端面の近傍では、レーザー素子の内部と比べて電子やホールの密度が高くなり、レーザー光を吸収しやすくなる。

射出端面は、レーザー光を吸収すると発熱する。すると、射出端面の近傍ではバンドギャップエネルギーが低下し、さらにレーザー光を吸収しやすくなる。

このようにして、射出端面の温度が融解するまで上昇することで、射出端面が光学損傷を受ける。

対して、本実施形態の光源装置１０は、以下のようにして上記光学損傷を抑制し、長寿命化することとしている。

図２は、一定電流を供給したときの、レーザー素子１１の温度とレーザー素子１１の出力値との対応関係を示すグラフである。グラフの横軸は温度（単位：℃）、縦軸は出力値（単位：Ｗ）を示す。図に示すように、レーザー素子１１は、相対的に温度が低いと出力値が高い。これは、レーザー素子１１の温度が低いと内部抵抗が下がり、電流が流れやすくなるためである。

図３は、光源装置１０における、レーザー素子１１の点灯時間とレーザー素子１１の温度との関係を示すグラフである。グラフの横軸は時間（単位：分）、縦軸は温度（単位：℃）を示す。レーザー素子１１は発熱するため、図３に示すように、レーザー素子１１の温度は時間とともに上昇する。しかし、時間ＥＴ２を経過後は、レーザー素子１１の温度は駆動による発熱と放熱による冷却とのバランスに応じた温度に収束し、その後はほぼ一定となる。なお、点灯時間とは、レーザー素子１１を起動してからの経過時間を意味する。

レーザー素子１１の温度が定常状態になったときの温度をＴ２とする。温度Ｔ２は、レーザー素子１１の環境温度Ｔ１よりも高く、プロジェクターの環境温度や冷却効率等の外乱因子に依存する。

ここで、温度Ｔ２において、レーザー素子１１が損傷することなく射出可能なレーザー光の出力の最大値を最大出力Ｗ１とする。また、温度Ｔ２において最大出力Ｗ１を得るために必要な電流値を電流Ａ２とする。電流Ａ２は、請求項における第２の電流値に相当する。

図２において、グラフＬ１は、レーザー素子１１に電流Ａ２を供給したときの、レーザー素子１１の温度とレーザー素子１１の出力値との対応関係を示している。グラフＬ１において、温度Ｔ２で得られる出力値は、最大出力Ｗ１である。グラフＬ１においては、温度Ｔ２、最大出力Ｗ１に対応する点を符号αで示している。

また、図２において、グラフＬ２は、電流Ａ２よりも小さい電流Ａ１を供給したときの、レーザー素子１１の温度とレーザー素子１１の出力値との対応関係を示している。電流Ａ１は、請求項における第１の電流値に相当する。

レーザー素子１１の起動時には、レーザー素子１１の温度は、環境温度Ｔ１と概ね等しい。環境温度Ｔ１は温度Ｔ２よりも低い。そのため、レーザー素子１１に最大出力Ｗ１のレーザー光を射出させるべく、起動時に電流Ａ２を供給すると、符号βで示したように出力値が最大出力Ｗ１を超えてしまい、レーザー素子１１は光学損傷を受ける。

そこで、本実施形態の光源装置１０においては、温度センサー１２によって得られた測定値に基づき、制御装置１３がレーザー素子１１に供給する電流値を制御する。以下、図３，４を用いて説明する。

制御装置１３は、図３に示すような温度と点灯時間との関係を記憶している。制御装置１３は、図３のグラフを数式化して記憶していてもよく、点灯時間ごとの温度をテーブル形式で記憶していてもよい。また、複数の電流値について、温度と点灯時間との関係を記憶しておくとよい。また、複数の環境温度Ｔ１について、温度と点灯時間との関係を記憶しておくとよい。

図４は、光源装置１０における、レーザー素子１１の点灯時間と、制御装置１３がレーザー素子１１に供給する電流値と、の対応関係を示すグラフである。グラフの横軸は時間（単位：分）、縦軸は電流値（単位：Ａ）を示す。

起動前には温度センサー１２が環境温度Ｔ１を測定することによって、レーザー素子１１の温度を直接または間接的に測定する。温度センサー１２による測定値（環境温度Ｔ１）は温度Ｔ２よりも低いため、図４に示すように、制御装置１３はレーザー素子１１の起動時に電流Ａ２よりも小さい電流Ａ１を供給する。

図２のグラフＬ２に示したように、電流Ａ１は、レーザー素子１１の温度がＴ１のときにレーザー素子１１の出力が最大出力Ｗ１を超えないような値である。電流Ａ１は、最大出力Ｗ１を超えないような範囲でなるべく大きく設定した方が良い。これによれば、光学損傷を抑制しつつ、十分大きな出力が得られる。

制御装置１３は、記憶しているレーザー素子１１の点灯時間とレーザー素子１１の温度との対応関係に基づいて、レーザー素子１１の温度が温度Ｔ２に到達するまでに要する時間（時間ＥＴ１）を概算することができる。実際は、レーザー素子１１の温度は、プロジェクターの環境温度や冷却効率等の外乱因子により、図３に示す対応関係からはズレが生じると考えられる。そこで制御装置１３は、時間ＥＴ１よりも長い時間ＥＴ２を決定する。時間ＥＴ２とは、外乱因子を考慮して、レーザー素子１１の温度が温度Ｔ２に到達していると推定される温度である。

図４に示したように、制御装置１３は、時間ＥＴ２が経過するまでは電流値をＡ１とし、時間ＥＴ２が経過したときに、電流値を電流Ａ１から電流Ａ２に近づけるように、ただし、電流Ａ２を超えないように上昇させる。図４に示した例では、制御装置１３は、時間ＥＴ２が経過したときに電流値を電流Ａ１から電流Ａ２にステップ状に（時間ＥＴ２において不連続に）切り替えている。

このように、レーザー素子１１を起動してからレーザー素子１１の温度がＴ２に到達するまでの間、電流値が充分低く設定されているため、光学損傷が生じない。また、レーザー素子１１の温度がＴ２に到達した後も、電流値がＡ２に設定されているため、光学損傷が生じない。

以上のような光源装置１０によれば、レーザーダイオードの損傷が抑制され、寿命が長い光源装置を提供することができる。

なお、光源装置１０は、制御装置１３による電流値の制御の方法として、以下のように種々の変形例が考えられる。

（変形例１）
例えば温度センサー１２をレーザー素子１１に接触させた場合、レーザー素子１１の温度を正確に測定できる。この場合、温度センサー１２は現在のレーザー素子１１の温度を測定し、制御装置１３は、温度センサー１２による測定値が温度Ｔ２を示したことを受けて、電流値を電流Ａ１から電流Ａ２に切り替えても良い。このように電流値を制御すれば、レーザー素子１１が比較的弱いレーザー光を出力している時間を短くすることができる。

（変形例２）
図５に示したように、電流値を電流Ａ１から電流Ａ２まで、複数回に分けてステップ状に増加させても良い。
たとえば、制御装置１３は、起動時から時間ＥＴ３までは電流値を電流Ａ１とし、時間ＥＴ３において電流値を電流Ａ１から電流Ａ３にステップ状に切り替え、時間ＥＴ４において電流値を電流Ａ３から電流Ａ４にステップ状に切り替え、時間ＥＴ５において電流値を電流Ａ４から電流Ａ２にステップ状に切り替える。ただし、電流Ａ３および電流Ａ４はいずれも、レーザー素子１１に光学損傷が生じないような値である。

レーザー素子１１に供給する電流値が増加すると、レーザー素子１１における発熱量も増加するため、レーザー素子１１の温度が温度Ｔ２に到達するまでの時間が短くなる。そのため、より短い時間で電流値を電流Ａ２に到達させることができる。つまり、時間ＥＴ５を時間ＥＴ２よりも短い値に設定することができる。

また、時間ＥＴ３が経過後は電流値が大きくなるため、時間ＥＴ２が経過するまで電流値を電流Ａ１に維持する場合と比較して、レーザー素子１１は強いレーザー光を出力することができる。

（変形例３）
図６に示したように、制御装置１３は、電流値を電流Ａ１から電流Ａ２まで、連続的に増加させても良い。ただし、レーザー素子１１に光学損傷が生じないような範囲で電流値を増加させる必要がある。

図４，５に示すように電流値がステップ状に変化した場合、電流値が振動するという「リンギング」が生じ、瞬間的に電流値がオーバーシュートするおそれがある。オーバーシュートした時の電流値が所望の電流値よりも大きい場合、瞬間的とはいえレーザー素子１１に過大な電流が供給され、光学損傷を生じるおそれがある。

一方、図６に示すように、レーザー素子１１に供給する電流を連続的に増加させた場合にはリンギングが生じないため、電流値がオーバーシュートすることはなく、過大な電流が供給されることが無い。そのため、レーザー素子１１の光学損傷を効果的に抑制することができる。

連続的に電流値を増加させる場合、電流値が電流Ａ２に到達する時間ＥＴ６を時間ＥＴ５よりも短く設定することができる。また、電流値が電流Ａ２に到達するまでの間、レーザー素子１１は、実施例、変形例１，２の場合よりも強いレーザー光を射出することができる。

また、図７に示すように、電流値を連続的に変化させる制御と、段階的に変化させる制御とを併用してもよい。たとえば、レーザー素子１１の温度が温度Ｔ２に到達するまでは、供給する電流値を連続的に増加させ、レーザー素子１１の温度が温度Ｔ２に到達した後、供給する電流値を電流Ａ２にまで一度に変化させてもよい。

（変形例４）
変形例２または変形例３において、供給する電流値を電流Ａ１から電流Ａ２まで増加させている間、レーザー素子１１の出力値が、最大出力Ｗ１以下かつなるべく最大出力Ｗ１に近いように、供給する電流値を制御するとよい。この場合、各時刻において供給する電流値は、各時刻のレーザー素子１１の温度に応じて定めることができる。その温度においてレーザー素子１１から最大出力Ｗ１のレーザー光を出力させるために要する電流量は、図２の対応関係から求めることができる。

各時刻のレーザー素子１１の温度は、図３に示した対応関係から推測してもよいし、各時刻において温度センサー１２によって温度を測定しても良い。

このように制御することで、光源装置１０の起動時から、光学損傷を受けない範囲で充分大きな出力のレーザー光を射出させることができる。

（変形例５）
レーザー素子１１は、光学損傷を受けなくても、経時変化によって出力が低下する。そのため、制御装置１３は、経時変化による劣化の程度に応じて、レーザー素子１１を起動するときに供給する電流Ａ１の値を制御するとよい。

ここで、「劣化の程度」は、ある温度において、新品のレーザー素子に所定の電流を供給した時の出力値（初期出力値）と、経時変化し劣化したレーザー素子に上述した所定の電流を供給した時の出力値と、の比と捉えることができる。制御装置１３がレーザー素子の初期出力値を予め情報として記憶しておくと、現在の（経時変化した後の）レーザー素子の出力値との比較により、劣化の程度を求めることができる。

劣化の程度は、レーザー素子の累積使用時間と出力値との対応関係に基づき、レーザー素子の累積使用時間から推測してもよい。このようにして劣化の程度を求める場合、累積使用時間を測定することで適切に制御することができるため、制御が容易になる。

また、レーザー素子から射出されるレーザー光の強度を検出するセンサーを設け、出力値を実測することとしてもよい。このようにして劣化の程度を求める場合、出力値の実測値に応じて制御することができるため、確実な制御が可能となる。

このように劣化の程度に応じて制御することで、レーザー素子１１において経時変化による劣化が進んだとしても、好適に光学損傷を生じない電流値を供給することができ、レーザー素子１１の損傷を抑制することができる。

以上のような変形例の光源装置１０であっても、レーザーダイオードの損傷が抑制され、寿命が長い光源装置を提供することができる。

（変形例６）
レーザー素子１１の温度が定常状態になった後、なんらかの要因で温度が変動する場合がある。温度が低下した場合、電流Ａ２という電流がレーザー素子１１に供給され続けると、光学損傷が生じる虞がある。そこで、所定の時間間隔で温度センサー１２によってレーザー素子１１の温度を測定し、測定値が温度Ｔ２よりも小さくなった場合、制御装置１３は電流値を減少させるとよい。

［プロジェクター］
次に、本実施形態に係るプロジェクター１０００の構成を説明する。

図８は、本実施形態に係るプロジェクター１０００の光学系を示す上面図である。なお、図８においては、説明を容易にするために、回転蛍光板３０の構成要素の厚みを誇張して図示している。後の図においても同様である。

図９は、本実施形態における回転蛍光板３０を説明するために示す図である。図９（ａ）は回転蛍光板３０の正面図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）のＸｂ−Ｘｂ断面図である。

図８に示すように、本実施形態に係るプロジェクター１０００は、照明装置１００、色分離導光光学系２００、液晶光変調装置（光変調装置）４００Ｒ、液晶光変調装置（光変調装置）４００Ｇ、液晶光変調装置（光変調装置）４００Ｂ、クロスダイクロイックプリズム５００及び投写光学系６００を備える。

照明装置１００は、光源装置１０、集光光学系２０、回転蛍光板３０、モーター５０、コリメート光学系６０、第１レンズアレイ１２０、第２レンズアレイ１３０、偏光変換素子１４０及び重畳レンズ１５０を備える。光源装置１０は、上述した本発明における光源装置を用いる。

光源装置１０は、励起光としてレーザー光からなる青色光を射出するレーザー素子１１を有している。青色光のピーク波長は、たとえば４４５ｎｍである。

なお、光源装置は、１つのレーザー素子１１を有していてもよいし、多数のレーザー素子１１を有していてもよい。また、４４５ｎｍ以外の波長（例えば、４６０ｎｍ）の青色光を射出する光源装置を用いることもできる。

集光光学系２０は、第１レンズ２２及び第２レンズ２４を備える。集光光学系２０は、光源装置１０から回転蛍光板３０までの光路中に配置され、全体として青色光を略集光した状態で蛍光層４２（後述）に入射させる。第１レンズ２２及び第２レンズ２４は、凸レンズからなる。

回転蛍光板３０はいわゆる透過型の回転蛍光板であり、図８，９に示すように、モーター５０により回転可能な円板４０の一部に、蛍光層４２が円板４０の周方向に沿って形成されてなる。蛍光層４２には青色光が入射する。回転蛍光板３０は、青色光が入射する側とは反対の側に向けて赤色光及び緑色光を射出するように構成されている。

円板４０は、青色光を透過する材料からなる。光源装置１０からの青色光は、円板４０側から蛍光層４２に入射するように構成されている。

蛍光層４２は、青色光を透過し赤色光及び緑色光を反射するダイクロイック膜４４を介して円板４０上に形成されている。ダイクロイック膜４４は、例えば、誘電体多層膜からなる。

蛍光層４２は、例えば、ＹＡＧ系蛍光体である（Ｙ，Ｇｄ）_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅを含有する。蛍光層４２は、光源装置１０からの青色光の一部を赤色光及び緑色光を含む光に変換し、かつ、青色光の残りの一部を変換せずに透過させる。

コリメート光学系６０は、図８に示すように、回転蛍光板３０からの光の拡がりを抑える第１レンズ６２と、第１レンズ６２からの光を略平行化する第２レンズ６４とを備え、全体として、回転蛍光板３０からの光を略平行化する機能を有する。第１レンズ６２及び第２レンズ６４は、凸レンズからなる。

第１レンズアレイ１２０は、コリメート光学系６０からの光を複数の部分光束に分割するための複数の第１小レンズ１２２を有する。第１レンズアレイ１２０は、複数の第１小レンズ１２２が照明光軸１００ａｘと直交する面内にマトリクス状に配列された構成を有する。図示による説明は省略するが、第１小レンズ１２２の外形形状は、液晶光変調装置４００Ｒ、液晶光変調装置４００Ｇおよび液晶光変調装置４００Ｂの画像形成領域の外形形状に関して略相似形である。

第２レンズアレイ１３０は、第１レンズアレイ１２０の複数の第１小レンズ１２２に対応する複数の第２小レンズ１３２を有する。第２レンズアレイ１３０は、重畳レンズ１５０とともに、第１レンズアレイ１２０の各第１小レンズ１２２の像を液晶光変調装置４００Ｒの画像形成領域近傍に結像させる機能を有する。同様に、第２レンズアレイ１３０は、重畳レンズ１５０とともに、第１レンズアレイ１２０の各第１小レンズ１２２の像を液晶光変調装置４００Ｇの画像形成領域近傍に結像させ、また液晶光変調装置４００Ｂの画像形成領域近傍に結像させる。

偏光変換素子１４０は、第１レンズアレイ１２０により分割された各部分光束の偏光方向を、偏光方向の揃った略１種類の直線偏光光として射出する偏光変換素子である。

重畳レンズ１５０は、偏光変換素子１４０からの各部分光束を集光して、液晶光変調装置４００Ｒ、液晶光変調装置４００Ｇおよび液晶光変調装置４００Ｂの画像形成領域近傍にそれらを互いに重畳させるための光学素子である。第１レンズアレイ１２０、第２レンズアレイ１３０及び重畳レンズ１５０は、回転蛍光板３０からの光の面内光強度分布を均一にするインテグレーター光学系を構成する。

色分離導光光学系２００は、ダイクロイックミラー２１０、ダイクロイックミラー２２０、反射ミラー２３０、反射ミラー２４０、反射ミラー２５０、リレーレンズ２６０、リレーレンズ２７０を備える。色分離導光光学系２００は、照明装置１００からの光を赤色光、緑色光及び青色光に分離する。また、色分離導光光学系２００は、赤色光を赤色光の照明対象である液晶光変調装置４００Ｒに導光する。同様に、色分離導光光学系２００は、緑色光を緑色光の照明対象である液晶光変調装置４００Ｇに導光し、青色光を青色光の照明対象である液晶光変調装置４００Ｂに導光する。

集光レンズ３００Ｒは、色分離導光光学系２００と液晶光変調装置４００Ｒとの間に配置されている。同様に、集光レンズ３００Ｇは、色分離導光光学系２００と液晶光変調装置４００Ｇとの間に配置されており、集光レンズ３００Ｂは、色分離導光光学系２００と液晶光変調装置４００Ｂとの間に配置されている。

ダイクロイックミラー２１０は、赤色光成分を透過させ、緑色光成分及び青色光成分を反射するダイクロイックミラーである。
ダイクロイックミラー２２０は、緑色光成分を反射して、青色光成分を透過させるダイクロイックミラーである。

液晶光変調装置４００Ｒ、液晶光変調装置４００Ｇおよび液晶光変調装置４００Ｂは、それぞれ入射された色光を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成するものであり、照明装置１００の照明対象である。

なお、図示を省略したが、集光レンズ３００Ｒと液晶光変調装置４００Ｒとの間には、入射側偏光板が配置されている。同様に、集光レンズ３００Ｇと液晶光変調装置４００Ｇとの間には、入射側偏光板が配置され、集光レンズ３００Ｂと液晶光変調装置４００Ｂとの間には、入射側偏光板が配置されている。

また、液晶光変調装置４００Ｒとクロスダイクロイックプリズム５００との間には、それぞれ射出側偏光板が配置されている。同様に、液晶光変調装置４００Ｇとクロスダイクロイックプリズム５００との間には、射出側偏光板が配置され、液晶光変調装置４００Ｂとクロスダイクロイックプリズム５００との間には、射出側偏光板が配置されている。

クロスダイクロイックプリズム５００は、射出側偏光板から射出された色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成する光学素子である。

クロスダイクロイックプリズム５００から射出されたカラー画像は、投写光学系６００によって拡大投写され、スクリーンＳＣＲ上で画像を形成する。
本実施形態のプロジェクター１０００は、以上のような構成となっている。

以上のような構成のプロジェクター１０００によれば、上述した本発明に係る光源装置１０を有しているため、光量が低下しにくく長寿命化されたものとなる。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、光変調装置として、デジタルマイクロミラーデバイスを用いてもよい。また、本発明に係る光源装置は、照明器具や自動車のヘッドライト等にも適用することができる。

１０…光源装置、１１…レーザー素子、１２…温度センサー、１３…制御装置、４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ…液晶光変調装置（光変調装置）、６００…投写光学系、１０００…プロジェクター、ＬＢ…レーザー光、Ｔ２…温度、Ｗ１…最大出力

Claims (8)

1. レーザー素子と、
   前記レーザー素子の温度を直接または間接的に測定する温度センサーと、
   前記温度センサーによって得られた測定値に基づいて前記レーザー素子に供給する電流値を制御する制御装置と、を有し、
   前記レーザー素子が損傷することなく射出可能なレーザー光の出力の最大値を最大出力としたとき、前記制御装置は、前記測定値に応じて、前記レーザー素子の出力が前記最大出力を超えないように前記電流値を制御し、
   前記レーザー素子の起動時に、前記制御装置は、前記レーザー素子の出力が前記最大出力を超えず、且つ前記レーザー光を射出可能な第１の電流値に前記電流値を制御し、
   前記レーザー素子の温度が定常状態になっているとき、前記制御装置は、前記第１の電流値よりも大きい第２の電流値に前記電流値を制御し、
   前記制御装置は、前記レーザー素子の起動後、前記電流値を前記第２の電流値とするまでの時間が短くなるように、前記電流値を制御する光源装置。
2. 前記制御装置は、前記電流値を前記第１の電流値から前記第２の電流値まで段階的に増加させる請求項１に記載の光源装置。
3. 前記制御装置は、前記電流値を前記第１の電流値から前記第２の電流値まで連続的に増加させる請求項１に記載の光源装置。
4. 前記制御装置は、前記レーザー素子の温度と前記レーザー素子の出力値との対応関係に基づいて、前記出力値が前記最大出力に近づくように前記電流値を制御する請求項１から３のいずれか１項に記載の光源装置。
5. 前記制御装置は、前記レーザー素子の累積使用時間に応じて、前記電流値を制御する請求項１から４のいずれか１項に記載の光源装置。
6. 前記制御装置は、同じ前記電流値に対する前記レーザー素子の出力値の実測値の変化に応じて、前記電流値を制御する請求項１から５のいずれか１項に記載の光源装置。
7. 前記制御装置は、前記レーザー素子の点灯時間と前記レーザー素子の温度との対応関係を記憶し、
   前記対応関係に基づいて、前記レーザー素子の温度が前記定常状態に達するまでに要する時間を概算し、
   前記概算した時間が短くなるように前記電流値を制御する請求項１から６のいずれか１項に記載の光源装置。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の光源装置と、
   前記光源装置から射出される光を変調する光変調装置と、
   前記光変調装置によって変調された光を投写する投写光学系と、を備えるプロジェクター。

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