WO2015122075A1 - 光照射装置及びこれを備えた画像表示装置 - Google Patents

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藤田　和弘
村井　俊晴
高橋　達也
北林　淳一
伊東　馨
平川　真
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丈裕 西森
藤田　和弘
村井　俊晴
高橋　達也
北林　淳一
伊東　馨
平川　真
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    • G02B27/141—Beam splitting or combining systems operating by reflection only using dichroic mirrors

Definitions

  • the present invention relates to a light irradiation device that irradiates laser light from a laser light source or light based on the laser light to the outside from a light emitting unit, and an image display device including the same.
  • a light irradiation device that irradiates laser light or light based on laser light from a light emitting unit to the outside projects, for example, a screen of a personal computer, a video image, and an image of image data stored in a memory card or the like onto a screen. It is used for an image display device such as a projector.
  • a projector condenses light emitted from a light irradiation device on a micromirror display element called a DMD (digital micromirror device) or an image forming member such as a liquid crystal plate, and displays an image on a screen. To do.
  • laser products are classified in accordance with IEC (International Electrotechnical Commission) international standard IEC 60825 and Japanese standard JIS C6802: 2005.
  • IEC International Electrotechnical Commission
  • JIS C6802 Japanese standard JIS C6802: 2005.
  • a guideline that should be followed is intended to increase the safety of laser products.
  • a light irradiating apparatus including a laser light source includes a light diffusing member that diffuses the laser light on the optical path of the laser light in order to prevent the laser light emitted from the laser light source from being directly irradiated to the outside. Be placed. And the light based on the laser beam which the laser light source inject
  • the light diffusing member disposed on the optical path of the laser light is light transmissive.
  • the laser light from the laser light source is not diffused.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and one object thereof is to diffuse light while the light diffusion member disposed on the optical path of the laser light is dropped or damaged and the laser light remains in a non-diffused state.
  • An object of the present invention is to provide a light irradiating device and an image display device provided with the light irradiating device that can prevent laser light from being directly radiated to the outside from a light emitting part even if it passes through a light diffusion position by a member.
  • one or two or more emitted lights including a laser light source that emits laser light and a light diffusion member that converts the laser light into diffused light, including an optical path through which the diffused light passes.
  • the light diffusion member includes a diffusion light path changing member that converts the laser light into the diffusion light and changes the optical path
  • a light irradiation apparatus that does not include an optical path in which the laser beam irradiated toward the diffusion optical path changing member travels straight through a light diffusion position by the diffusion optical path changing member and travels toward the light emission unit.
  • the laser light can be prevented from being directly irradiated to the outside from the light emitting portion.
  • FIG. It is a schematic diagram which shows an example of a one part structure of the light irradiation apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a top view which shows typically an example of a structure of the optical path switching board in a light irradiation apparatus. It is a top view which shows typically an example of a structure of the color component switching board in a light irradiation apparatus.
  • 3 is a cross-sectional view illustrating an example of a configuration of a reflective diffusion plate in Embodiment 1.
  • FIG. It is explanatory drawing which shows the mode of the light diffusion by the reflection diffusion plate.
  • It is a schematic diagram which shows the example which replaced with the light absorption member as a laser beam leakage prevention means, and used the diffuser plate.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of a projector using the light irradiation device of the first embodiment. It is a schematic diagram which shows an example of a one part structure of the light irradiation apparatus which concerns on a modification. It is a flowchart explaining an example of the operation
  • FIG. 10 is a plan view schematically showing an example of a configuration of a color component switching board in Embodiment 2.
  • FIG. It is a schematic diagram which shows an example of a one part structure of the light irradiation apparatus which concerns on Embodiment 3.
  • FIG. 10 is a plan view schematically showing an example of a configuration of a color component switching board in Embodiment 2.
  • FIG. It is a schematic diagram which shows an example of a one part structure of the light irradiation apparatus which concerns on Embodiment 3.
  • FIG. 10 is a plan view schematically showing an example of the configuration of a color component / optical path switching board in Embodiment 3.
  • FIG. It is a schematic diagram which shows an example of a one part structure of the light irradiation apparatus which concerns on the reference example 1.
  • FIG. It is a top view which shows typically an example of a structure of the optical path switching board in the reference example 1.
  • FIG. It is a schematic diagram which shows an example of a part of structure of the light irradiation apparatus which concerns on the reference example 2.
  • FIG. It is a top view which shows typically an example of a structure of the optical path switching board in the reference example 2.
  • Embodiment 1 an embodiment of the present invention in which the light irradiation device is used as a light irradiation device of a projector which is an example of an image display device (hereinafter, this embodiment is also referred to as “embodiment 1”) will be described.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a partial configuration of the light irradiation apparatus according to the first embodiment.
  • a laser diode 1a that is a laser light source, a coupling lens 1b, and a condenser lens 1c.
  • One or more laser diodes 1 a are provided in the laser diode holder 2.
  • a heat sink (or a heat radiating plate) 21 for cooling the heat generated by the laser diode 1a is provided on the back surface side of the laser diode holder 2.
  • the material of the heat sink 21 is a metal such as aluminum or copper.
  • the laser light from the laser diode 1a is condensed by the coupling lens 1b and guided to the condensing lens 1c as a parallel light beam.
  • the condensing lens 1c has a function of condensing the laser light converted into a parallel light beam by the coupling lens 1b.
  • the laser diode 1a according to the first embodiment will be described by taking as an example a blue laser light source that emits a blue component laser beam. However, a laser light source that emits a green component laser beam or a red component laser beam is used. It can also be used. Further, instead of the laser diode, other laser light sources can be used.
  • the blue component laser light condensed by the condenser lens 1c is guided to an optical path switching board 3 which is an example of an optical path switching member.
  • the spot size of the laser light irradiated on the optical path switching board 3 is appropriately determined for preventing color mixing.
  • FIG. 2 is a plan view schematically showing an example of the configuration of the optical path switching board 3.
  • the optical path switching disk 3 is formed of an optical path time-division rotating disk having a reflection area 3a and a transmission area 3b divided in the rotation direction.
  • the optical path switching board 3 is disposed such that its board surface is inclined (here, 45 degrees with respect to the optical axis) with respect to the optical axis of the blue component laser light emitted from the light source unit 1.
  • the optical path switching board 3 is rotationally driven around a rotational drive shaft 4a by a stepping motor 4 which is an example of a drive source.
  • a reflection film is provided on the board surface side where the blue component laser light hits. Further, in the transmission region 3b of the optical path switching board 3, an antireflection film is formed on the board surface side on which the blue component laser light hits.
  • the blue component laser light transmitted through the transmission region 3b of the optical path switching board 3 is guided to the phosphor wheel 5 as an example of the wavelength changing member by the condenser lens 11, the reflection mirror 12, the dichroic mirror 9, and the condenser lens. It is burned.
  • the condensing lens 11 has a function of condensing the blue component laser light transmitted through the transmission region 3b and converting it into a parallel light beam.
  • the dichroic mirror 9 has a function of transmitting blue component light and guiding it to the phosphor wheel 5 and a function of reflecting fluorescence of color components other than the blue component and guiding them to the color component switching board 10.
  • the condensing lens 14 has a function of condensing a parallel light beam on the phosphor wheel 5 in a spot shape and a function of condensing the fluorescence from the phosphor wheel 5 and converting it into a parallel light beam.
  • the phosphor wheel 5 is formed of a rotating disk, and is driven to rotate about a rotation driving shaft 6a by a stepping motor 6 which is an example of a driving source.
  • the phosphor wheel 5 is irradiated with a blue component laser beam emitted from the light source unit 1 to generate fluorescence including a green component (G) and a red component (R) different from the blue component (B).
  • a fluorescent film 5b is applied.
  • a fluorescent film 5b for example, a film that emits fluorescence of a yellow component (Y) of 450 nm to 750 nm including a red component having a wavelength range of 580 nm to 750 nm and a green component of 450 nm to 600 nm is used. be able to.
  • the rotation of the phosphor wheel 5 prevents the laser beam from being continuously irradiated to the same location, and the deterioration of the phosphor film 5b is suppressed.
  • the fluorescent material of the fluorescent film 5b includes, for example, a mixture of a fluorescent material that is excited by irradiation with a blue component laser light to generate green component fluorescence and a fluorescent material that is similarly excited to generate red component fluorescence (A fluorescent material that generates yellow fluorescence can be used, but is not limited thereto.
  • a fluorescent material having a fluorescence distribution characteristic extending from the wavelength range of the green component to the wavelength range of the red component can be used.
  • the blue component laser light that has passed through the transmission region 3b of the optical path switching board 3 passes through the dichroic mirror 9 and is applied to the phosphor wheel 5.
  • the phosphor wheel 5 emits fluorescence including a green component and a red component. appear.
  • the green and red component fluorescence generated in this way enters the dichroic mirror 9, it is reflected by the dichroic mirror 9, collected by the condenser lens 16, and guided to the color component switching board 10.
  • FIG. 3 is a plan view schematically showing an example of the configuration of the color component switching board 10.
  • the color component switching board 10 is formed of a rotating disk, and is rotationally driven in the rotational direction about the rotational drive shaft 15a by a stepping motor 15 which is an example of a drive source. As shown in FIG. 3, the color component switching board 10 transmits the blue component light in the rotation direction (counterclockwise in this example), the green component fluorescence, and The second region (G) that absorbs or reflects the red component fluorescence and the third region (R) that transmits the red component fluorescence and absorbs or reflects the green component fluorescence are divided in the rotation direction.
  • the color component time-division rotating disk is formed.
  • the blue component transmission region (that is, the first region (B)) of the color component switching board 10 can be formed of, for example, a transparent glass plate or a notch, but a specific wavelength band including the wavelength band of the blue component. You may form with the filter which permeate
  • the fluorescence including the green component and the red component emitted from the phosphor wheel 5 and guided to the color component switching board 10 passes through the second region (G) of the color component switching board 10 so that the red component is cut.
  • the light of only the green component passes through the color component switching board 10 and is guided to the light tunnel 17 which is an example of the light emitting unit.
  • the fluorescence including the green component and the red component guided to the color component switching board 10 is transmitted through the third region (R) of the color component switching board 10, so that the green component is cut and only the red component is emitted. Passes through the color component switching board 10 and is guided to the light tunnel 17.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the reflective diffusion plate 8 according to the first embodiment.
  • the blue component laser light reflected by the reflection region 3a of the optical path switching board 3 is converted into a parallel light beam by the condenser lens 7 and reflected by the reflection diffusion plate 8 which forms a reflection diffusion member which is an example of a diffusion optical path changing member. Is done.
  • the reflection diffusion plate 8 of the first embodiment transmits and diffuses the blue component laser light L on a base material 8b on which a mirror surface, which is an example of a light reflection surface, is formed.
  • a light transmission diffusion layer 8a is formed.
  • the light transmission diffusion layer 8a has a light diffusion surface formed on the incident surface side of the flat light transmission member, and the light diffusion surface is coated with an antireflection film.
  • the light transmission diffusion layer 8a has a function of converting the incident blue component laser light L into diffused light to remove coherence.
  • the mirror surface on the base material 8b of Embodiment 1 reflects wide wavelength light, a dichroic mirror that reflects some wavelength bands and transmits other wavelength bands may be employed.
  • FIG. 5 is an explanatory view showing a state of light diffusion by the reflection diffusion plate 8.
  • the laser light L incident on the reflection diffusion plate 8 is diffused on the diffusion surface of the light transmission diffusion layer 8a of the reflection diffusion plate 8 to become the first diffused light beams L 1 and L 2 and passes through the light transmission diffusion layer 8a. Thereafter, the first diffused lights L 1 and L 2 are reflected by the mirror surface on the base material 8b of the reflective diffuser plate 8, pass through the light transmission diffusion layer 8a again, and pass through the diffused surface. At this time, the first diffused lights L 1 and L 2 are diffused again to become second diffused lights L 11 , L 12 , L 21 , and L 22 .
  • FIG. 5 the example illustrated with several light beams has been described. However, there are actually innumerable light beams, and each light is diffused to form a uniform light flux.
  • a reflection diffusion member such as the reflection diffusion plate 8 as the light diffusion member for diffusing the laser light L
  • High diffusion performance of the laser beam L can be obtained on the surface.
  • a light transmissive member is used as the light diffusing member, two diffusing surfaces are required to perform the diffusion shaping twice, so that it is easy to use the reflection diffusing member as in the first embodiment. There is an advantage that high diffusion performance can be obtained.
  • the light transmission diffusion layer 8a that transmits and diffuses the laser light is formed on the light reflection surface, so that the light reflection surface can be formed in a plane, Reflective coating is easy and high reflectivity can be obtained.
  • the reflective coating can be formed, for example, by coating a dielectric multilayer film or a metal film.
  • the blue component laser light (diffused light) L ′ reflected and diffused by the reflective diffusion plate 8 is guided to the dichroic mirror 9. Since the dichroic mirror 9 has a function of transmitting the blue component light as described above, the blue component light reflected and diffused by the reflection diffusing plate 8 is transmitted through the dichroic mirror 9 and the condenser lens 16 described above. After being condensed, the light is guided to the color component switching board 10. The blue component laser light guided to the color component switching board 10 in this way passes through the first region of the color component switching board 10 and is guided to the light tunnel 17.
  • the light tunnel 17 has a function of reducing unevenness in the amount of light.
  • other members such as a fly-eye lens can be used.
  • the light guided to the light tunnel 17 is guided by the light tunnel 17 and irradiated to the outside of the light irradiation device.
  • the blue component laser light L emitted toward the reflection diffusion plate 8 is diffused by the reflection diffusion plate 8 (that is, the installation position of the reflection diffusion plate 8).
  • a light-absorbing member 19 that is a laser light attenuating member is provided as an example of laser light leakage prevention means for preventing the laser light L from leaking out of the apparatus in a non-diffused state.
  • the light absorbing member 19 absorbs at least a certain amount of blue component, and for example, a member coated with a black non-reflective coating can be used.
  • the laser light leakage prevention means is not limited to the light absorbing member 19, and a light shielding member that can simply shield the blue component laser light L may be used.
  • a light shielding member that can simply shield the blue component laser light L may be used.
  • the case of the light irradiation device itself may be used. However, it may be a separate member from the case.
  • a diffusion plate 22 which is an example of a laser light diffusion member that diffuses the laser light L may be used as the laser light leakage prevention means.
  • This diffusing plate 22 has a light transmitting property in which a diffusing surface is provided on the side to which the laser light L strikes, and an antireflection film is formed on the side on which the laser light L is incident.
  • the reflection diffuser 8 When the reflection diffuser 8 is damaged or dropped due to deterioration over time, external impact, vibration, or the like, the light diffusion position (by the reflection diffuser 8 (the light diffuser 8 is not diffused)) In other words, a situation may occur in which the reflection diffusion plate 8 is installed straight).
  • the laser light L in the non-diffused state is written even if the reflection diffusing plate 8 is damaged or dropped due to aging deterioration, external impact, vibration or the like. There is no irradiation from the tunnel 17 to the outside.
  • the laser Laser light leakage prevention means such as the light absorbing member 19 and the diffusion plate 22 cannot be disposed ahead of the light L traveling straight. This is because the arrangement of such laser light leakage prevention means hinders the outgoing light path.
  • the laser light leakage prevention means such as the light absorbing member 19 and the diffusion plate 22 can be disposed ahead of the laser light L.
  • the laser light L from the light source unit 1 goes straight through the light diffusion position by the reflection diffusion plate 8 (that is, the installation position of the reflection diffusion plate 8) while the reflection light diffusion plate 8 is broken or dropped out while being in a non-diffused state.
  • the laser light leakage prevention means reliably prevents the laser light L remaining in the non-diffused state from being irradiated to the outside from a place other than the light tunnel 17 (such as a gap in the case or a vent). Is possible.
  • the reflection diffusion plate 8 as in the first embodiment, the number of parts can be reduced and the cost can be reduced as compared with the case where a configuration in which a transmission diffusion plate and a reflection mirror are combined is used. Since space can be saved, a compact light irradiation device can be realized.
  • FIG. 7 is a schematic diagram illustrating an example of a projector using the light irradiation apparatus according to the first embodiment.
  • the light that has passed through the light tunnel 17 of the light irradiation device is converted into a parallel light beam by a condenser lens 25 that forms an illumination optical system, and then is reflected by reflection mirrors 26 and 27 that form the illumination optical system to form an image. It is guided to the image forming panel 13 which is an example of a member.
  • the image forming panel 13 is controlled by a well-known image generating unit (not shown), and light of each color component is reflected by the image forming panel 13 and irradiated onto the screen S via a projection lens unit 28 that forms a projection optical system. The As a result, the color image is enlarged and displayed on the screen S.
  • the image forming panel 13 a reflective type panel in which an image is formed according to a modulation signal is illustrated, but a transmissive type panel may be used.
  • the light tunnel 17 is a typical example of the light amount equalizing means.
  • the projection lens unit 28 is a typical example of a projection optical system. Each optical component in the optical path from the color component switching board 10 to the projection lens unit 28 is accommodated in the projection system case 29, and from the light source unit 1 to the condenser lens 16 is in the illumination system case 20. Contained.
  • the connection portion between the projection system case 29 and the illumination system case 20 has a sealed structure so that light does not leak outside.
  • the illumination system case 20 and the projection system case 29 are formed separately.
  • the present invention is not limited to this, and the illumination system case 20 and the projection system case 29 are integrally formed as necessary. May be.
  • the function of the light absorbing member 19 as the laser light leakage prevention means is performed by the portion of the illumination system case 20 that exists before the laser light L travels straight through the light diffusion position by the reflection diffusion plate 8. Yes.
  • [Modification] Next, a modification of the light irradiation apparatus in the first embodiment will be described.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing an example of a partial configuration of the light irradiation apparatus according to this modification.
  • This modification includes a photosensor 23 which is an example of a laser beam detection unit that detects a blue component laser beam L that has traveled straight through a light diffusion position (that is, an installation position of the reflection diffusion plate 8) by the reflection diffusion plate 8. Yes.
  • the laser light detection means is not limited to the photosensor 23 as long as it can detect the laser light.
  • the laser light detection means may detect a temperature change using temperature detection means such as a thermistor.
  • the photosensor 23 is provided between the reflection diffusion plate 8 and the light absorbing member 19.
  • FIG. 9 is a flowchart for explaining an example of the operation in this modification.
  • the blue component laser is used in a situation in which the reflection diffusion plate 8 is not dropped and is not damaged.
  • the light L is appropriately reflected and diffused by the reflection diffusion plate 8, and the photosensor 23 is not irradiated with the laser light L (NO in step S2).
  • the reflection diffusing plate 8 has an abnormality such as breakage or dropout due to aging deterioration, external impact, vibration, or the like, the laser light L travels straight through the light diffusion position by the reflection diffusing plate 8 to the photo sensor 23. Irradiation (YES in step S2).
  • a detection confirmation signal indicating that the laser beam L has been detected is output from the photosensor 23 (step S3).
  • the detection confirmation signal output from the photosensor 23 is sent to an emergency cut-off circuit 24 which is an example of laser light stop control means.
  • the emergency cut-off circuit 24 operates when a detection confirmation signal is received from the photosensor 23 (step S4), and stops the power supply to the laser diode 1a. Thereby, the emission of the laser light from the laser diode 1a of the light source unit 1 is stopped.
  • the light diffusion position by the reflection diffusion plate 8 (that is, the installation position of the reflection diffusion plate 8) is determined while an abnormality occurs in the reflection diffusion plate 8 and the laser light L from the light source unit 1 is not diffused.
  • the emission of the laser light L from the light source unit 1 stops. Thereby, it is possible to reliably prevent the laser light L from leaking to the outside in a non-diffused state.
  • this embodiment is also referred to as “second embodiment”.
  • FIG. 10 is a schematic diagram illustrating an example of a partial configuration of the light irradiation apparatus according to the second embodiment.
  • the optical path when irradiating the blue component (B) light in the second embodiment will be described.
  • the blue component (B) laser light L emitted from the light source unit 1 is condensed by the condenser lens 1c and switched.
  • the light is condensed at approximately one point on the board 3 and reflected by the reflection area 3 a on the optical path switching board 3.
  • the light is guided to the reflection diffusion plate 8 through the lens 7, reflected and diffused by the reflection diffusion plate 8, and then guided to the second dichroic mirror 34.
  • the second dichroic mirror 34 has a function of reflecting blue component light and a function of transmitting fluorescence of color components other than the blue component. Therefore, the blue component light guided to the second dichroic mirror 34 is reflected by the second dichroic mirror 34 and guided to the color component switching board 35.
  • FIG. 11 is a plan view schematically showing an example of the configuration of the color component switching board 35 in the second embodiment.
  • the basic configuration of the color component switching board 35 of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, but as shown in FIG. 11, the blue component in the rotation direction indicated by the arrow (counterclockwise in this example).
  • the fourth region (Y) that absorbs or reflects the light of the blue line segment is formed by dividing in the rotation direction. It is formed of a rotating disk.
  • the fourth region (Y) is formed between the first region (B) and the second region (G) in the rotation direction.
  • the light of the blue component (B) guided to the color component switching board 35 passes through the first region (B) of the color component switching board 35 and is guided to the light tunnel 17.
  • the light of the blue component (B) that has passed through the color component switching board 35 enters the light tunnel 17 to become uniform light, and then enters the image forming panel 13 through the lens 25 and the mirror 27, and the projection lens.
  • the image is projected on the screen through the unit 28.
  • the blue component (B) laser light L emitted from the light source unit 1 is collected by the condenser lens 1 c and is condensed at approximately one point on the optical path switching board 3, and passes through the transmission region 3 b on the optical path switching board 3.
  • the blue component (B) laser light L transmitted through the transmission region 3 b on the optical path switching board 3 becomes diffused light when transmitted through the transmission diffusion plate 31, and then is guided to the first dichroic mirror 33 through the lens 11. It is burned.
  • the first dichroic mirror 33 has a function of transmitting blue component light and a function of reflecting fluorescence of color components other than the blue component. Therefore, the blue component light guided to the first dichroic mirror 33 is transmitted by the first dichroic mirror 33 and guided to the phosphor wheel 5.
  • the transmissive diffusion plate 31 by arranging the transmissive diffusion plate 31, the laser light L from the light source unit 1 is diffused by the transmissive diffusion plate 31 and then irradiated to the subsequent optical components such as the lens 11 and the phosphor wheel 5. Is done. Accordingly, as compared with the case where the non-diffused laser beam L is irradiated as it is, the lens 11 and the phosphor wheel 5 can be prevented from being damaged due to the light being condensed at one point and the heat rising. .
  • the yellow component (Y) fluorescence including both the red component (R) and the green component (G) is generated.
  • the fluorescence of the yellow component (Y) is collected by the lens 14, then reflected by the first dichroic mirror 33 and guided to the second dichroic mirror 34.
  • the yellow component (Y) fluorescence guided to the second dichroic mirror 34 passes through the second dichroic mirror 34 and is guided to the color component switching board 35.
  • the yellow component (Y) fluorescence emitted from the phosphor wheel 5 and guided to the color component switching board 35 is transmitted through the second region (G) of the color component switching board 35, so that the red component is cut.
  • the light of only the green component passes through the color component switching board 35 and is guided to the light tunnel 17 which is an example of the light emitting unit.
  • the light of the green component (G) is incident on the light tunnel 17 to become uniform light, and then enters the image forming panel 13 through the lens 25 and the mirror 27, and passes through the projection lens unit 28 and the screen. Projected on.
  • the fluorescence of the yellow component (Y) is transmitted through the third region (R) of the color component switching board 35, so that the green component is cut and the light of only the red component passes through the color component switching board 35 and is emitted.
  • the light is guided to a light tunnel 17 which is an example of an emission part.
  • the red component (R) light is incident on the light tunnel 17 to become uniform light, the light is incident on the image forming panel 13 through the lens 25 and the mirror 27, and passes through the projection lens unit 28 to be screened. Projected on.
  • the yellow component (Y) fluorescence passes through the fourth region (Y) of the color component switching board 35, so that the yellow component (Y) light including the green component and the red component passes through the color component switching board 35. Then, the light is guided to the light tunnel 17 which is an example of the light emitting portion. As a result, the light of the yellow component (Y) is incident on the light tunnel 17 to become uniform light, and then enters the image forming panel 13 through the lens 25 and the mirror 27, and passes through the projection lens unit 28 and the screen. Projected on.
  • the reflection diffuser 8 When the reflection diffuser 8 is damaged or dropped due to deterioration over time, external impact, vibration, or the like, the light diffusion position (by the reflection diffuser 8 (the light diffuser 8 is not diffused)) In other words, a situation may occur in which the reflection diffusion plate 8 is installed straight).
  • the laser light L in the non-diffused state is written even if the reflection diffusing plate 8 is damaged or dropped due to aging deterioration, external impact, vibration or the like.
  • the laser light L from the light source unit 1 travels straight through the light diffusion position by the reflection diffusion plate 8 (that is, the installation position of the reflection diffusion plate 8) while being in a non-diffused state. Since the light-absorbing member 19 is disposed, the laser light L in the non-diffused state is reliably prevented from being radiated to the outside from places other than the light tunnel 17 (such as a gap in the case and a vent). Yes.
  • this embodiment is also referred to as “third embodiment”) in which the light irradiation device according to the present invention is used as a light irradiation device for a projector which is an example of an image display device will be described.
  • FIG. 12 is a schematic diagram illustrating an example of a partial configuration of the light irradiation apparatus according to the third embodiment.
  • FIG. 13 is a plan view schematically showing an example of the configuration of the color component / optical path switching board 41 in the third embodiment.
  • the color component / optical path switching board 41 of Embodiment 3 includes a blue component transmission region 41a and a red component transmission region 41b divided in the rotation direction indicated by the arrows (counterclockwise in this example). And an optical path time division rotating disk having a green component transmission region 41c and a yellow component transmission region 41d.
  • the blue component transmission region 41a can be formed of transmission glass or a notch.
  • the other three regions 41b, 41c, 41d all reflect the blue component (B) and transmit only the red component (R), only the green component (G), and only the yellow component (Y). Formed with.
  • the optical path when irradiating the blue component (B) light in the third embodiment will be described.
  • the blue component (B) laser light L emitted from the light source unit 1 is condensed by the condenser lens 1c and is a color component. Condensed at approximately one point on the optical path switching board 41.
  • the blue component (B) laser light L guided to the color component / optical path switching board 41 passes through the blue component transmission region 41a on the color component / optical path switching board 41, and then passes through the lens 7 to reflect the diffuser plate 8. After being reflected and diffused by the reflection diffusion plate 8, the light is reflected by the reflection mirror 42 and led to the dichroic mirror 43.
  • the dichroic mirror 43 has a function of reflecting blue component light and a function of transmitting fluorescence of color components other than the blue component. Accordingly, the blue component light guided to the dichroic mirror 43 is reflected by the dichroic mirror 43 and guided to the light tunnel 17 via the lens 16. The blue component light is incident on the light tunnel 17 to become uniform light, then enters the image forming panel 13 through the lens 25 and the mirror 27, and is projected onto the screen through the projection lens unit 28.
  • the blue component (B) laser light L emitted from the light source unit 1 is condensed by the condenser lens 1c and condensed at approximately one point on the color component / optical path switching board 41, and the color component / optical path switching board 41 is collected.
  • the light is reflected by the upper red component transmission region 41 b and guided to the phosphor wheel 5 through the lens 44, the transmission diffusion plate 45, and the lens 46.
  • the transmissive diffusion plate 45 by arranging the transmissive diffusion plate 45, the lens 46 and the phosphor are diffused after the laser light L from the light source unit 1 is diffused by the transmissive diffusion plate 31, as in the second embodiment. Irradiate the optical components in the subsequent stage such as the wheel 5. Accordingly, as compared with the case where the non-diffused laser beam L is irradiated as it is, the lens 46 and the phosphor wheel 5 can be prevented from being damaged due to the light being condensed at one point and the heat rising. .
  • the yellow component (Y) fluorescence including both the red component (R) and the green component (G) is generated.
  • the fluorescence of the yellow component (Y) is guided to the color component / optical path switching board 41 through the lens 44, the transmission diffusion plate 45, and the lens 46.
  • the fluorescence of the yellow component (Y) is cut when the red component is transmitted through the red component transmission region 41b on the color component / optical path switching board 41.
  • the red component light is guided to the dichroic mirror 43 through the lens 47, is transmitted through the dichroic mirror 43, and is guided to the light tunnel 17.
  • the red component light is incident on the light tunnel 17 to become uniform light, then enters the image forming panel 13 through the lens 25 and the mirror 27, and is projected onto the screen through the projection lens unit 28.
  • the yellow component (Y) fluorescence passes through the green component transmission region 41 c on the color component / optical path switching board 41, other than the green component is cut, and the green component light is guided to the dichroic mirror 43 through the lens 47. It is burned. Then, the green component light passes through the dichroic mirror 43 and is guided to the light tunnel 17, enters the light tunnel 17 to become uniform light, and then passes through the lens 25 and the mirror 27 to the image forming panel 13. Incident light is projected through the projection lens unit 28 onto the screen.
  • the yellow component (Y) fluorescence passes through the yellow component transmission region 41 d on the color component / optical path switching board 41, the components other than the yellow component are cut, and the yellow component light is guided to the dichroic mirror 43 through the lens 47. It is burned. Then, the yellow component light passes through the dichroic mirror 43 and is guided to the light tunnel 17, enters the light tunnel 17 to become uniform light, and then passes through the lens 25 and the mirror 27 to the image forming panel 13. Incident light is projected through the projection lens unit 28 onto the screen.
  • the reflection diffuser 8 When the reflection diffuser 8 is damaged or dropped due to deterioration over time, external impact, vibration, or the like, the light diffusion position (by the reflection diffuser 8 (the light diffuser 8 is not diffused)) That is, a situation occurs in which the vehicle travels straight through the installation position of the reflection diffusion plate 8.
  • the laser light L in the non-diffused state is written even if the reflection diffusing plate 8 is damaged or dropped due to aging deterioration, external impact, vibration or the like.
  • the laser light L from the light source unit 1 goes straight through the light diffusion position by the reflection diffusion plate 8 (that is, the installation position of the reflection diffusion plate 8) in a non-diffused state. Since the light absorbing member 19 is disposed, the laser light L in the non-diffused state is reliably prevented from being irradiated to the outside from a place other than the light tunnel 17 (for example, a gap in the case or a vent). ing.
  • other laser light leakage prevention means such as one using a part of the diffusion plate 22 or the illumination system case 20 may be used instead of the light absorbing member 19.
  • the color component switching boards 10 and 35 provided in the first embodiment or the second embodiment are not provided.
  • the color component / optical path switching board 41 of the third embodiment has the functions of the color component switching boards 10 and 35. Accordingly, the number of parts can be reduced, and the cost can be reduced. In addition, the space can be saved, so that a small light irradiation device can be realized.
  • the optical path switching board 3 and the color component switching boards 10 and 35 are separately provided as in the first and second embodiments.
  • the optical path switching board 3 and the color component switching boards 10 and 35 are provided.
  • such rotation synchronization control is not necessary, so that the control can be simplified.
  • the reflection diffusion plate 8 and the reflection mirror 42 may be replaced with each other.
  • the installation position of the light absorbing member 19 may be changed in accordance with the replacement of the arrangement of the reflection diffusion plate 8 and the reflection mirror 42.
  • the reflection diffusion plate 8 not only the reflection diffusion plate 8 but also the reflection mirror 42 may be formed of a reflection diffusion plate. In this case, a higher diffusion effect can be obtained for the blue component light. Even if the second reflection diffusion plate disposed at the position of the reflection mirror 42 is dropped, the light incident on the second reflection diffusion plate is already diffused by the reflection diffusion plate 8, so the second reflection diffusion plate is dropped. For example, it is not necessary to provide laser light leakage prevention means such as the light absorbing member 19 ahead of the straight line.
  • the reflection surfaces of the red component transmission region 41b, the green component transmission region 41c, and the yellow component transmission region 41d on the color component / optical path switching board 41 may be used as reflection diffusion surfaces. This eliminates the need for the transmissive diffusion plate 45, thereby reducing the number of parts, reducing costs, and reducing the size of the light irradiation device.
  • FIG. 14 is a schematic diagram illustrating an example of a partial configuration of the light irradiation apparatus according to the first reference example.
  • FIG. 15 is a plan view schematically showing an example of the configuration of the optical path switching board 51 in the first reference example.
  • the optical path switching board 51 of the first reference example is formed of an optical path time division rotating disk having a reflection diffusion area 51a and a transmission area 51b divided in the rotation direction.
  • the reflection diffusion region 51a in the present reference example 1 is formed of a reflection diffusion member similar to the reflection diffusion plate 8 described above.
  • the reflection diffusion plate 8 provided in the second embodiment can be omitted, and a light diffusion function is provided instead.
  • a general reflecting mirror 52 which is not provided is provided.
  • the reflection diffusion plate 8 may be disposed in place of the reflection mirror 52. In this case, a higher diffusion effect can be obtained with respect to the light of the blue component. In this case, even if the reflection diffusion plate 8 disposed in place of the reflection mirror 52 is dropped, the light incident on the reflection diffusion plate 8 is already diffused by the reflection diffusion region 51a on the optical path switching board 51. It is not necessary to provide laser light leakage prevention means such as the light absorbing member 19 or the like ahead of the diffuser plate 8 which drops and goes straight.
  • FIG. 16 is a schematic diagram illustrating an example of a partial configuration of the light irradiation apparatus according to the second reference example.
  • FIG. 17 is a plan view schematically showing an example of the configuration of the optical path switching board 61 in the second reference example.
  • the optical path switching board 61 of the present reference example 2 is formed of an optical path time-sharing rotating disk having a reflection diffusion area 61a and a transmission diffusion area 61b divided in the rotation direction.
  • the reflection diffusion region 61a in the present reference example 2 is formed of the same reflection diffusion member as the reflection diffusion plate 8 described above, and the transmission diffusion region 61b in this reference example 2 is the same transmission diffusion member as the transmission diffusion plate 31 described above. It is formed with.
  • the transmission diffusion region 61b in the optical path switching board 61 of the reference example 2 is formed of a transmission diffusion member, the transmission diffusion plate 31 provided in the reference example 1 can be omitted. Thereby, the number of parts can be reduced, cost reduction, and downsizing of the light irradiation apparatus can be achieved.
  • the diffusion surfaces of the reflection diffusion region 61a and the transmission diffusion region 61b in the optical path switching board 61 are provided on the same surface side.
  • one surface is a diffusion surface.
  • the switching board 61 may be manufactured. At that time, the front and back of the transmission diffusion surface can be arbitrarily selected.
  • the transmission diffusion region 61b in the optical path switching board 61 has only one surface as a diffusion surface, but both surfaces may be diffusion surfaces. Thereby, since the laser beam L passes through the diffusion surface twice, the diffusion effect can be enhanced.
  • any reflective diffusion member that converts incident light into diffused light and reflects the light as shown in FIGS. 4 and 5, and A diffusing light transmission diffusion layer may be formed on the light reflection surface.
  • the embodiment, the modification, and the reference example described above are examples, and the present invention has a specific effect for each of the following modes.
  • the aspect A includes a laser light source such as a laser diode 1a that emits the laser light L, and a light diffusion member that converts the laser light L emitted by the laser light source into diffused light, and the diffusion converted by the light diffusion member In the light irradiation device that irradiates light based on the laser light emitted from the laser light source to the outside from the light emitting portion such as the light tunnel 17 via one or more emission light paths including an optical path through which light passes.
  • the light diffusing member is a diffusing light path changing member such as a reflection diffusing plate 8 that converts laser light emitted from the laser light source into diffusing light and changes an optical path, and the outgoing light path is connected to the diffusing light path changing member.
  • the laser beam that is directed toward the light does not include an optical path that goes straight through the light diffusion position by the diffusion light path changing member and travels toward the light emitting portion.
  • the light from the diffusion light path changing member remains in a non-diffused state while the diffusion light path changing member (or light diffusion member) disposed on the optical path of the laser light is dropped or damaged. Even if the light travels straight through the diffusion position, the laser light does not travel toward the light emitting portion. Therefore, it can suppress that a laser beam is directly irradiated to the exterior from a light emission part.
  • Aspect B is the above-described aspect A, in which the laser light irradiated toward the diffusion optical path changing member goes straight to the light diffusion position by the diffusion optical path changing member, and the laser light is not diffused to the outside of the apparatus.
  • Laser light leakage prevention means such as a light-absorbing member 19, a diffusion plate 22, and an illumination system case 20 that prevent leakage are provided.
  • Aspect C is the laser light attenuating member such as the light absorbing member 19 for attenuating the laser light in the laser light leakage preventing means in aspect B.
  • Aspect D is a laser light diffusion member such as diffusion plate 22 in which the laser light leakage prevention means diffuses the laser light in aspect B.
  • Aspect E includes laser light detection means such as a photosensor 23 that detects laser light that has traveled straight through the light diffusion position by the diffusion light path changing member in any of the above aspects A to D.
  • the diffusion light path changing member (light diffusion member) arranged on the optical path of the laser light is dropped or damaged, and the light diffusion position by the diffusion light path changing member remains in the non-diffused state. This can be detected when going straight on. Accordingly, it is possible to perform a coping operation for stopping the emission of the laser light source or notifying the user.
  • Aspect F uses temperature detecting means as the laser light detecting means in aspect E.
  • Aspect G includes laser light stop control means such as an emergency shut-off circuit 24 that stops emission of laser light from the laser light source when the laser light detection means detects laser light in the above aspects E or F.
  • Aspect H is any of the above aspects A to G, wherein the diffused light path changing member is formed of a reflective diffusion member that converts the laser light emitted from the laser light source into diffused light and reflects it.
  • the diffusion optical path changing member can be formed more easily than the member that changes the optical path by refracting the laser beam.
  • Aspect I is the above-described aspect H, in which the light diffusing layer is formed on the light reflecting surface so that the reflection diffusing member transmits and diffuses the laser light.
  • the light incident on the light transmission diffusion layer is reflected by the light reflection surface and emitted from the light transmission diffusion layer, the light is diffused twice on the single diffusion surface on the light transmission diffusion layer.
  • the light reflecting surface can be formed as a flat surface, a high reflectance can be obtained.
  • Aspect J includes a wavelength conversion member such as phosphor wheel 5 that emits light in a different wavelength band different from the laser light by receiving the laser light from the laser light source in the aspect I, and the wavelength conversion A first emission optical path for reflecting and diffusing the laser light emitted from the laser light source without passing through the member toward the light emitting part by the reflection diffusing member; and a wavelength converting member for the laser light emitted from the laser light source. And a second outgoing light path for directing the light of the different wavelength band emitted from the wavelength conversion member toward the light emitting part.
  • the laser light from the laser light source can be irradiated as diffused light without wavelength conversion, thereby simplifying the configuration. it can.
  • the light diffusing member disposed on the optical path is light transmissive, if the light diffusing member is dropped or damaged, the laser light is irradiated from the light emitting portion to the outside in a non-diffused state.
  • the light diffusing member arranged on the optical path is a diffusing optical path changing member, it is possible to suppress the laser light from being irradiated from the light emitting part to the outside in a non-diffused state.
  • Aspect K is an image display apparatus such as a projector, and transmits the light irradiation apparatus according to any one of the above aspects A to J and the light emitted from the light irradiation apparatus to an image forming member such as the image forming panel 13. It has an illumination optical system such as a condenser lens 25 and reflection mirrors 26 and 27, and a projection optical system such as a projection lens unit 28 that enlarges and projects an image formed on the image forming member.
  • an illumination optical system such as a condenser lens 25 and reflection mirrors 26 and 27, and a projection optical system such as a projection lens unit 28 that enlarges and projects an image formed on the image forming member.
  • the diffusion light path changing member (light diffusion member) disposed on the optical path of the laser light is dropped or damaged, and the light diffusion position by the diffusion light path changing member remains in the non-diffused state of the laser light. Even if it goes straight ahead, it is possible to suppress laser light from being directly irradiated to the outside from the light emitting portion, and to realize a safer image display device.
  • the disclosed light irradiation apparatus and the image display apparatus including the light irradiation apparatus have been described by the embodiment, the modification, and the reference example.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and is within the scope of the present invention. Needless to say, various modifications and improvements are possible.

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Abstract

　レーザ光を射出するレーザ光源（１ａ）と、レーザ光源（１ａ）が射出したレーザ光を拡散光に変換する光拡散部材とを備え、光拡散部材によって変換された拡散光が通る光路を含んだ１又は２以上の出射光路を経由して、レーザ光源（１ａ）が射出したレーザ光に基づく光を光出射部（１７）から外部へ照射する光照射装置において、光拡散部材は、レーザ光源（１ａ）が射出したレーザ光を拡散光に変換するとともに光路を変更する拡散光路変更部材（８）であり、拡散光路変更部材（８）に向けて照射されるレーザ光が拡散光路変更部材（８）による光拡散位置を直進して光出射部（１７）へ向かう出射光路を有さない。

Description

光照射装置及びこれを備えた画像表示装置
　本発明は、レーザ光源からのレーザ光又はこのレーザ光に基づく光を光出射部から外部へ照射する光照射装置及びこれを備えた画像表示装置に関する。
　レーザ光又はレーザ光に基づく光を光出射部から外部へ照射する光照射装置は、例えば、パーソナルコンピュータの画面やビデオ画像、更にメモリカード等に記憶されている画像データの画像等をスクリーンに投影するプロジェクタ等の画像表示装置に用いられる。プロジェクタは、一般的に、光照射装置から射出された光をＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）と呼ばれるマイクロミラー表示素子や液晶板等の画像形成部材に集光し、スクリーン上に画像を表示する。このようなプロジェクタにおいて、従来は、高輝度の放電ランプを光源とする光照射装置を用いるものが主流であったが、近年、光源として、レーザ光を射出するＬＤ（レーザダイオード）等のレーザ光源を利用したプロジェクタが提案されている（例えば、特許文献１）。
　レーザ光源を備えた光照射装置に関しては、ＩＥＣ（国際電気標準会議）の国際規格であるＩＥＣ６０８２５や日本規格であるＪＩＳ　Ｃ６８０２：２００５において、レーザ製品のクラス分けを行い、クラス毎に製造者や使用者が守るべき指針を設けてレーザ製品の安全性を高めようとしている。
　レーザ光源を備えた光照射装置は、一般的に、レーザ光源から射出されたレーザ光が直接外部に照射されることを防止するため、レーザ光の光路上にレーザ光を拡散する光拡散部材が配置される。そして、光拡散部材によって変換された拡散光が通る光路を含んだ１又は２以上の出射光路を経由して、レーザ光源が射出したレーザ光に基づく光を光出射部から外部へ照射する。レーザ光が光拡散部材を透過することで拡散光に変換されて照射される結果、レーザ光源が高強度のレーザ光を射出する場合であっても、安全性を確保できることが確認されている。
特開２０１３－１９５８３８号公報
　従来の光照射装置の多くは、レーザ光の光路上に配置される光拡散部材が光透過性である。このような光照射装置において、例えば、光照射装置が落下して強い衝撃が加わるなどの事態が発生し、光拡散部材が脱落したり破損したりすると、レーザ光源からのレーザ光が非拡散状態のまま光拡散部材による光拡散位置を通過する可能性がある。この場合、レーザ光源から射出されたレーザ光が直接外部に照射される可能性があるという問題が発生する。
　本発明は、前記問題に鑑みなされたものであり、１つの目的は、レーザ光の光路上に配置される光拡散部材が脱落したり破損したりしてレーザ光が非拡散状態のまま光拡散部材による光拡散位置を通過したとしても、レーザ光が光出射部から直接外部に照射されるのを抑制できる光照射装置及びこれを備えた画像表示装置を提供することにある。
　本発明の一観点によれば、レーザ光を射出するレーザ光源と、前記レーザ光を拡散光に変換する光拡散部材とを備え、前記拡散光が通る光路を含んだ１又は２以上の出射光路を経由して、前記レーザ光に基づく光を光出射部から外部へ照射し、前記光拡散部材は、前記レーザ光を前記拡散光に変換するとともに光路を変更する拡散光路変更部材を含み、前記出射光路は、前記拡散光路変更部材に向けて照射されるレーザ光が前記拡散光路変更部材による光拡散位置を直進して前記光出射部へ向かう光路を含まない光照射装置が提供される。
　本発明によれば、レーザ光の光路上に配置される光拡散部材が脱落したり破損したりしてレーザ光が非拡散状態のまま光拡散部材による光拡散位置を通過したとしても、レーザ光が光出射部から直接外部に照射されるのを抑制できる。
実施形態１に係る光照射装置の一部の構成の一例を示す模式図である。 光照射装置における光路切り替え盤の構成の一例を模式的に示す平面図である。 光照射装置における色成分切り替え盤の構成の一例を模式的に示す平面図である。 実施形態１における反射拡散板の構成の一例を示す断面図である。 同反射拡散板による光拡散の様子を示す説明図である。 レーザ光漏出防止手段として、吸光部材に代えて拡散板を用いた例を示す模式図である。 実施形態１の光照射装置を用いたプロジェクタの一例を示す模式図である。 変形例に係る光照射装置の一部の構成の一例を示す模式図である。 変形例における動作の一例を説明するフローチャートである。 実施形態２に係る光照射装置の一部の構成の一例を示す模式図である。 実施形態２における色成分切り替え盤の構成の一例を模式的に示す平面図である。 実施形態３に係る光照射装置の一部の構成の一例を示す模式図である。 実施形態３における色成分・光路切り替え盤の構成の一例を模式的に示す平面図である。 参考例１に係る光照射装置の一部の構成の一例を示す模式図である。 参考例１における光路切り替え盤の構成の一例を模式的に示す平面図である。 参考例２に係る光照射装置の一部の構成の一例を示す模式図である。 参考例２における光路切り替え盤の構成の一例を模式的に示す平面図である。
〔実施形態１〕
　以下、光照射装置を、画像表示装置の一例であるプロジェクタの光照射装置として用いた本願発明の一実施形態（以下、本実施形態を「実施形態１」とも言う）について説明する。
　図１は、本実施形態１に係る光照射装置の一部の構成の一例を示す模式図である。
　図１に示す光源部１は、レーザ光源であるレーザダイオード１ａと、カップリングレンズ１ｂと、集光レンズ１ｃとを有する。１又は２以上のレーザダイオード１ａが、レーザダイオード保持体２に設けられる。レーザダイオード保持体２の裏面側には、レーザダイオード１ａで発熱した熱を冷却するためのヒートシンク（又は、放熱板）２１が設けられている。ヒートシンク２１の材質は、アルミニウムや銅等の金属である。
　レーザダイオード１ａからのレーザ光は、カップリングレンズ１ｂにより集光され、平行光束として集光レンズ１ｃに導かれる。集光レンズ１ｃは、カップリングレンズ１ｂにより平行光束とされたレーザ光を集光する機能を有する。本実施形態１におけるレーザダイオード１ａは、青色成分のレーザ光を射出する青色レーザ光源である場合を例に挙げて説明するが、緑色成分のレーザ光や赤色成分のレーザ光を射出するレーザ光源を用いることもできる。また、レーザダイオードの代わりに、他のレーザ光源を用いることもできる。
　集光レンズ１ｃで集光された青色成分のレーザ光は、光路切替部材の一例である光路切り替え盤３に導かれる。光路切り替え盤３上に照射されるレーザ光のスポットサイズは、混色防止等のため適宜定められる。
　図２は、光路切り替え盤３の構成の一例を模式的に示す平面図である。
　光路切り替え盤３は、図２に示すように、回転方向に分割された反射領域３ａと透過領域３ｂとを有する光路時分割用回転円盤で形成されている。この光路切り替え盤３は、光源部１から射出されてくる青色成分のレーザ光の光軸に対し、その盤面が斜め（ここでは当該光軸に対して４５度）に配設されている。光路切り替え盤３は、図１に示すように、駆動源の一例であるステッピングモータ４により、回転駆動軸４ａを中心に回転駆動される。
　光路切り替え盤３の反射領域３ａには、青色成分のレーザ光が当たる盤面側に反射膜が設けられている。また、光路切り替え盤３の透過領域３ｂには、青色成分のレーザ光が当たる盤面側に反射防止膜が形成されている。
　光路切り替え盤３の透過領域３ｂを透過した青色成分のレーザ光は、集光レンズ１１、反射ミラー１２、ダイクロイックミラー９、集光レンズ１４によって、波長変更部材の一例である蛍光体ホイール５に導かれる。集光レンズ１１は、透過領域３ｂにより透過された青色成分のレーザ光を集光して平行光束に変換する機能を有する。ダイクロイックミラー９は、青色成分の光を透過して蛍光体ホイール５へ導く機能と、青色成分以外の色成分の蛍光を反射して色成分切り替え盤１０へ導く機能とを有する。集光レンズ１４は、平行光束を蛍光体ホイール５にスポット状に集光する機能と、蛍光体ホイール５からの蛍光を集光して平行光束に変換する機能とを有する。
　蛍光体ホイール５は、回転円盤で形成されており、駆動源の一例であるステッピングモータ６により、回転駆動軸６ａを中心に回転駆動される。蛍光体ホイール５には、光源部１から発せられた青色成分のレーザ光が照射されて、青色成分（Ｂ）とは異なる緑色成分（Ｇ）と赤色成分（Ｒ）とを含む蛍光を発生する蛍光膜５ｂが塗布されている。このような蛍光膜５ｂとしては、例えば、５８０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の波長域である赤色成分と４５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の緑色成分を含む４５０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の黄色成分（Ｙ）の蛍光を発生するものを用いることができる。
　蛍光体ホイール５の回転により、同一箇所にレーザ光が継続的に照射されるのが防止され、蛍光膜５ｂの劣化が抑制される。蛍光膜５ｂの蛍光材料には、例えば青色成分のレーザ光の照射により励起されて緑色成分の蛍光を発生する蛍光材料と、同様に励起されて赤色成分の蛍光を発生する蛍光材料との混合物（黄色の蛍光を発生する蛍光材料）を用いることができるが、これに限られるものではない。例えば、緑色成分の波長域から赤色成分の波長域にまたがる蛍光分布特性を有する蛍光材料を用いることができる。
　光路切り替え盤３の透過領域３ｂを透過した青色成分のレーザ光は、ダイクロイックミラー９を透過して蛍光体ホイール５へ照射され、これにより蛍光体ホイール５は、緑色成分と赤色成分を含む蛍光を発生する。このようにして発生した緑色成分及び赤色成分の蛍光がダイクロイックミラー９に入射すると、ダイクロイックミラー９で反射されて、集光レンズ１６により集光され、色成分切り替え盤１０へ導かれる。
　図３は、色成分切り替え盤１０の構成の一例を模式的に示す平面図である。
　色成分切り替え盤１０は、回転円盤で形成されており、駆動源の一例であるステッピングモータ１５により、回転駆動軸１５ａを中心に回転方向に回転駆動される。色成分切り替え盤１０は、図３に示すように、回転方向（この例では反時計方向）に青色成分の光を透過する第１領域（Ｂ）と、緑色成分の蛍光を透過し、かつ、赤色成分の蛍光を吸収又は反射する第２領域（Ｇ）と、赤色成分の蛍光を透過し、かつ、緑色成分の蛍光を吸収又は反射する第３領域（Ｒ）とが、回転方向に分割されて形成された色成分時分割用回転円盤で形成される。色成分切り替え盤１０の青色成分透過領域（すなわち、第１領域（Ｂ））は、例えば、透明なガラス板又は切り欠き部で形成可能であるが、青色成分の波長帯を含む特定の波長帯のみを透過するフィルタで形成してもよい。フィルタを用いることで、色味を変えて色再現範囲を調整することが可能となる。
　蛍光体ホイール５から射出されて色成分切り替え盤１０へ導かれた緑色成分と赤色成分を含む蛍光は、色成分切り替え盤１０の第２領域（Ｇ）を透過することで、赤色成分がカットされ、緑色成分のみの光が色成分切り替え盤１０を通過して光出射部の一例であるライトトンネル１７へ導光される。また、色成分切り替え盤１０へ導かれた緑色成分と赤色成分を含む蛍光は、色成分切り替え盤１０の第３領域（Ｒ）を透過することで、緑色成分がカットされ、赤色成分のみの光が色成分切り替え盤１０を通過してライトトンネル１７へ導光される。
　図４は、本実施形態１における反射拡散板８の構成の一例を示す断面図である。
　光路切り替え盤３の反射領域３ａで反射された青色成分のレーザ光は、集光レンズ７によって平行光束に変換され、拡散光路変更部材の一例である反射拡散部材を形成する反射拡散板８で反射される。本実施形態１の反射拡散板８は、図４に示すように、光反射面の一例であるミラー面が形成された基材８ｂ上に、青色成分のレーザ光Ｌを透過し、かつ、拡散する光透過拡散層８ａが形成されている。光透過拡散層８ａは、平板状の光透過部材の入射面側に光拡散面が形成されており、光拡散面には反射防止膜がコーティングされている。光透過拡散層８ａは、入射してくる青色成分のレーザ光Ｌを拡散光に変換してコヒーレンス性を除去する機能を有する。本実施形態１の基材８ｂ上のミラー面は、広域波長光を反射するものであるが、一部の波長帯を反射して他の波長帯を透過するダイクロイックミラーを採用してもよい。
　図５は、反射拡散板８による光拡散の様子を示す説明図である。
　反射拡散板８に入射するレーザ光Ｌは、反射拡散板８の光透過拡散層８ａの拡散面で拡散されて第１拡散光束Ｌ１，Ｌ２となり、光透過拡散層８ａを透過する。その後、第１拡散光Ｌ１，Ｌ２は反射拡散板８の基材８ｂ上のミラー面で反射され、再び光透過拡散層８ａを透過して拡散面を通る。このとき、第１拡散光Ｌ１，Ｌ２はそれぞれ再び拡散され、第２拡散光Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ２１，Ｌ２２となる。なお、図５では、数本の光で図示した例で説明したが、実際は無数の光線が存在し、それぞれが拡散されることで均一な光束となる。
　このように、レーザ光Ｌを拡散する光拡散部材に反射拡散板８のような反射拡散部材を用いることにより、単一の拡散面で２回の拡散整形を行うことができ、単一の拡散面でレーザ光Ｌの高い拡散性能を得ることができる。光拡散部材に光透過性のものを用いる場合、２回の拡散整形を行うためには、２つの拡散面が必要となるので、本実施形態１のような反射拡散部材を用いることにより簡易に高い拡散性能が得られるという利点がある。
　本実施形態１の反射拡散板８は、レーザ光を透過し、かつ、拡散する光透過拡散層８ａが光反射面上に形成されているため、光反射面を平面で形成することができ、反射コーティングが容易であり、高反射率を得ることができる。反射コーティングは、例えば、誘電体多層膜や金属膜をコートすることで形成可能である。
　反射拡散板８で反射拡散された青色成分のレーザ光（拡散光）Ｌ'は、ダイクロイックミラー９に導かれる。ダイクロイックミラー９は、前述したように青色成分の光を透過する機能を有するので、反射拡散板８で反射拡散された青色成分の光は、ダイクロイックミラー９を透過して、前述した集光レンズ１６により集光された後、色成分切り替え盤１０へ導かれる。このようにして色成分切り替え盤１０に導かれた青色成分のレーザ光は、色成分切り替え盤１０の第１領域を透過して、ライトトンネル１７へ導光される。
　ライトトンネル１７は、光量ムラを低減する機能を有する。ライトトンネル１７の代わりに、フライアイレンズ等の他の部材を用いることもできる。ライトトンネル１７に導かれた光は、ライトトンネル１７によって導光されて光照射装置の外部へ照射される。
　本実施形態１においては、図１に示すように、反射拡散板８に向けて照射される青色成分のレーザ光Ｌが反射拡散板８による光拡散位置（すなわち、反射拡散板８の設置位置）を直進する先に、そのレーザ光Ｌが非拡散状態のまま装置外部へ漏出するのを防止するレーザ光漏出防止手段の一例であるレーザ光減衰部材である吸光部材１９が設けられている。この吸光部材１９は、少なくとも青色成分を一定量以上吸収するものであり、例えば、黒色無反射塗料を塗布したものを利用することができる。
　レーザ光漏出防止手段としては、吸光部材１９に限らず、単に青色成分のレーザ光Ｌを遮光できる遮光部材を用いてもよく、遮光部材としては、光照射装置のケースそのものを利用してもよいし、ケースとは別部材であってもよい。
　また、図６に示すように、レーザ光漏出防止手段として、レーザ光Ｌを拡散するレーザ光拡散部材の一例である拡散板２２を利用してもよい。この拡散板２２は、レーザ光Ｌが当たる面側に拡散面が設けられた光透過性を有するものであり、レーザ光Ｌが入射する側には反射防止膜が形成されている。このような拡散板２２を設けることで、レーザ光Ｌが拡散板２２を透過する際に、拡散板２２の拡散作用によりコヒーレンス性を除去される。従って、拡散板２２を透過したレーザ光（拡散光）が外部に漏れ出ても安全性に問題はない。
　反射拡散板８が経年劣化や外部からの衝撃、振動などによって破損したり脱落するといった事態が生じると、光源部１からのレーザ光Ｌが非拡散状態のまま反射拡散板８による光拡散位置（すなわち、反射拡散板８の設置位置）を直進する事態が発生し得る。しかし、本実施形態１においては、反射拡散板８による光拡散位置（すなわち、反射拡散板８の設置位置）を光源部１からのレーザ光Ｌが直進してライトトンネル１７へ向かう出射光路が存在しない。従って、本実施形態１によれば、反射拡散板８が経年劣化や外部からの衝撃、振動などによって破損したり脱落するといった事態が発生しても、非拡散状態のままのレーザ光Ｌがライトトンネル１７から外部へ照射されることがない。
　また、反射拡散板８による光拡散位置（すなわち、反射拡散板８の設置位置）を光源部１からのレーザ光Ｌが直進してライトトンネル１７へ向かう出射光路が存在する構成においては、レーザ光Ｌが直進する先に吸光部材１９や拡散板２２などのレーザ光漏出防止手段を配置することができない。このようなレーザ光漏出防止手段を配置すると、その出射光路の妨げとなるからである。
　一方、本実施形態１においては、反射拡散板８による光拡散位置（すなわち、反射拡散板８の設置位置）を光源部１からのレーザ光Ｌが直進してライトトンネル１７へ向かう出射光路が存在しないので、レーザ光Ｌが直進する先に吸光部材１９や拡散板２２などのレーザ光漏出防止手段を配置することができる。これにより、反射拡散板８の破損や脱落により光源部１からのレーザ光Ｌが非拡散状態のまま反射拡散板８による光拡散位置（すなわち、反射拡散板８の設置位置）を直進する事態が発生したときに、非拡散状態のままのレーザ光Ｌがライトトンネル１７以外の箇所（ケースの隙間や通気口等）から外部に照射されることを、レーザ光漏出防止手段により確実に防止することが可能となる。
　また、本実施形態１のような反射拡散板８を用いることにより、透過拡散板と反射ミラーとを組み合わせた構成を用いる場合と比較して、部品点数を削減でき、低コストを実現できることに加え、省スペース化できるので小型な光照射装置を実現できる。
　次に、本実施形態１における光照射装置を搭載した画像表示装置の一例であるプロジェクタの構成及び動作について説明する。
　図７は、本実施形態１の光照射装置を用いたプロジェクタの一例を示す模式図である。
　上記光照射装置のライトトンネル１７を通過した光は、照明光学系を形成する集光レンズ２５により平行光束とされた後、照明光学系を形成する反射ミラー２６，２７により反射されて、画像形成部材の一例である画像形成パネル１３に導かれる。画像形成パネル１３は、図示しない公知の画像生成部によって制御され、各色成分の光は、この画像形成パネル１３によって反射され、投射光学系を形成する投射レンズ部２８を介してスクリーンＳに照射される。これにより、スクリーンＳにカラー画像が拡大表示される。
　本実施形態１では、画像形成パネル１３として、変調信号に応じて画像形成される反射型タイプのパネルを例示しているが、透過型タイプのパネルを用いてもよい。なお、ライトトンネル１７は、光量均一化手段の代表的な一例である。また、投射レンズ部２８は、投射光学系の代表的な一例である。また、色成分切り替え盤１０から投射レンズ部２８までの光学経路にある各光学部品は、投射系ケース２９内に収容されており、光源部１から集光レンズ１６までは照明系ケース２０内に収容されている。投射系ケース２９と照明系ケース２０の接続部は、外部に光が漏れ出ないように密閉された構造となっている。
　なお、図７では、照明系ケース２０と投射系ケース２９が別体で形成されているが、これに限らず、必要に応じて照明系ケース２０と投射系ケース２９とを一体的に形成してもよい。図７に示す構成においては、吸光部材１９が有するレーザ光漏出防止手段としての機能を、レーザ光Ｌが反射拡散板８による光拡散位置を直進する先に存在する照明系ケース２０の部分が果たしている。
〔変形例〕
　次に、上記実施形態１における光照射装置の一変形例について説明する。
　なお、本変形例における基本構成は上記実施形態１と同様であるため、以下、上記実施形態１とは異なる点を中心に説明する。
　図８は、本変形例に係る光照射装置の一部の構成の一例を示す模式図である。
　本変形例は、反射拡散板８による光拡散位置（すなわち、反射拡散板８の設置位置）を直進した青色成分のレーザ光Ｌを検知するレーザ光検知手段の一例であるフォトセンサ２３を備えている。レーザ光検知手段は、レーザ光を検知することができればよいので、フォトセンサ２３に限らず、例えばサーミスタ等の温度検知手段を用いて温度変化を検出するようなレーザ光検知手段でもよい。フォトセンサ２３は、反射拡散板８と吸光部材１９との間に設けられている。
　図９は、本変形例における動作の一例を説明するフローチャートである。
　光源部１のレーザダイオード１ａを駆動して青色成分のレーザ光Ｌが射出されたとき（ステップＳ１）、反射拡散板８が脱落、損傷等の異常が生じていない状況においては、青色成分のレーザ光Ｌが反射拡散板８によって適切に反射、拡散され、フォトセンサ２３にレーザ光Ｌが照射されることはない（ステップＳ２においてＮＯ）。一方、反射拡散板８が経年劣化や外部からの衝撃、振動などによって破損や脱落等の異常が生じた場合、レーザ光Ｌは、反射拡散板８による光拡散位置を直進してフォトセンサ２３に照射される（ステップＳ２においてＹＥＳ）。これにより、フォトセンサ２３からは、レーザ光Ｌを検知したことを示す検知確認信号が出力される（ステップＳ３）。
　フォトセンサ２３から出力される検知確認信号は、レーザ光停止制御手段の一例である緊急遮断回路２４に送られる。緊急遮断回路２４は、フォトセンサ２３から検知確認信号を受信したときに作動し（ステップＳ４）、レーザダイオード１ａへの電源供給を停止する。これにより、光源部１のレーザダイオード１ａからのレーザ光の出射が停止する。
　本変形例によれば、反射拡散板８に異常が生じて光源部１からのレーザ光Ｌが非拡散状態のまま反射拡散板８による光拡散位置（すなわち、反射拡散板８の設置位置）を直進する事態が発生すると、光源部１からのレーザ光Ｌの出射が停止する。これにより、レーザ光Ｌが非拡散状態のまま外部へ漏れ出ることを確実に防止できる。
〔実施形態２〕
　次に、本発明に係る光照射装置を、画像表示装置の一例であるプロジェクタの光照射装置として用いた他の実施形態（以下、本実施形態を「実施形態２」とも言う）について説明する。
　なお、本実施形態２における基本構成は上記実施形態１と同様であるため、以下、上記実施形態１とは異なる点を中心に説明する。
　図１０は、本実施形態２に係る光照射装置の一部の構成の一例を示す模式図である。
　本実施形態２における青色成分（Ｂ）の光を照射するときの光路について説明すると、光源部１から出射した青色成分（Ｂ）のレーザ光Ｌは、集光レンズ１ｃで集光されて光路切り替え盤３上に略１点に集光され、光路切り替え盤３上の反射領域３ａで反射する。これにより、レンズ７を通って反射拡散板８へ導かれ、反射拡散板８によって反射、拡散した後、第２ダイクロイックミラー３４に導かれる。第２ダイクロイックミラー３４は、青色成分の光を反射する機能と、青色成分以外の色成分の蛍光を透過する機能とを有する。従って、第２ダイクロイックミラー３４に導かれた青色成分の光は、第２ダイクロイックミラー３４で反射して、色成分切り替え盤３５へ導かれる。
　図１１は、本実施形態２における色成分切り替え盤３５の構成の一例を模式的に示す平面図である。
　本実施形態２の色成分切り替え盤３５の基本構成は、上記実施形態１のものと同様であるが、図１１に示すように、矢印で示す回転方向（この例では反時計方向）に青色成分の光を透過する第１領域（Ｂ）と、緑色成分の蛍光を透過し、かつ、赤色成分の蛍光を吸収又は反射する第２領域（Ｇ）と、赤色成分の蛍光を透過し、かつ、緑色成分の蛍光を吸収又は反射する第３領域（Ｒ）のほか、青色線分の光を吸収又は反射する第４領域（Ｙ）が、回転方向に分割されて形成された色成分時分割用回転円盤で形成されている。この例では、第４領域（Ｙ）は、回転方向上、第１領域（Ｂ）と第２領域（Ｇ）の間に形成されている。
　色成分切り替え盤３５へ導かれた青色成分（Ｂ）の光は、色成分切り替え盤３５の第１領域（Ｂ）を透過して、ライトトンネル１７へ導光される。色成分切り替え盤３５を通過した青色成分（Ｂ）の光は、ライトトンネル１７に入射されて均一な光となった後、レンズ２５、ミラー２７を通って画像形成パネル１３に入射され、投射レンズ部２８を通ってスクリーンに投射される。
　次に、本実施形態２における赤色成分（Ｒ）、緑色成分（Ｇ）、黄色成分（Ｙ）の光を照射するときの光路について説明する。
　光源部１から出射した青色成分（Ｂ）のレーザ光Ｌは、集光レンズ１ｃで集光されて光路切り替え盤３上に略１点に集光され、光路切り替え盤３上の透過領域３ｂを透過する。光路切り替え盤３上の透過領域３ｂを透過した青色成分（Ｂ）のレーザ光Ｌは、透過拡散板３１を透過するときに拡散光となり、その後、レンズ１１を通って第１ダイクロイックミラー３３に導かれる。第１ダイクロイックミラー３３は、青色成分の光を透過する機能と、青色成分以外の色成分の蛍光を反射する機能とを有する。従って、第１ダイクロイックミラー３３に導かれた青色成分の光は、第１ダイクロイックミラー３３で透過して、蛍光体ホイール５へ導かれる。
　本実施形態２では、透過拡散板３１を配置することで、光源部１からのレーザ光Ｌが透過拡散板３１により拡散されてから、レンズ１１や蛍光体ホイール５等の後段の光学部品に照射される。従って、非拡散状態のレーザ光Ｌがそのまま照射される場合と比較して、光が１点に集光して熱が上昇することによるレンズ１１や蛍光体ホイール５の破損等を防ぐことができる。
　青色成分の光が蛍光体ホイール５に照射されると、赤色成分（Ｒ）と緑色成分（Ｇ）の両方を含む黄色成分（Ｙ）の蛍光が発生する。この黄色成分（Ｙ）の蛍光は、レンズ１４で集光された後に、第１ダイクロイックミラー３３で反射して、第２ダイクロイックミラー３４に導かれる。第２ダイクロイックミラー３４に導かれた黄色成分（Ｙ）の蛍光は、第２ダイクロイックミラー３４を透過して、色成分切り替え盤３５へ導かれる。
　蛍光体ホイール５から射出されて色成分切り替え盤３５へ導かれた黄色成分（Ｙ）の蛍光は、色成分切り替え盤３５の第２領域（Ｇ）を透過することで、赤色成分がカットされ、緑色成分のみの光が色成分切り替え盤３５を通過して光出射部の一例であるライトトンネル１７へ導光される。これにより、緑色成分（Ｇ）の光がライトトンネル１７に入射されて均一な光となった後、レンズ２５、ミラー２７を通って画像形成パネル１３に入射され、投射レンズ部２８を通ってスクリーンに投射される。
　また、黄色成分（Ｙ）の蛍光が色成分切り替え盤３５の第３領域（Ｒ）を透過することで、緑色成分がカットされ、赤色成分のみの光が色成分切り替え盤３５を通過して光出射部の一例であるライトトンネル１７へ導光される。これにより、赤色成分（Ｒ）の光がライトトンネル１７に入射されて均一な光となった後、レンズ２５、ミラー２７を通って画像形成パネル１３に入射され、投射レンズ部２８を通ってスクリーンに投射される。
　また、黄色成分（Ｙ）の蛍光が色成分切り替え盤３５の第４領域（Ｙ）を透過することで、緑色成分及び赤色成分を含む黄色成分（Ｙ）の光が色成分切り替え盤３５を通過して光出射部の一例であるライトトンネル１７へ導光される。これにより、黄色成分（Ｙ）の光がライトトンネル１７に入射されて均一な光となった後、レンズ２５、ミラー２７を通って画像形成パネル１３に入射され、投射レンズ部２８を通ってスクリーンに投射される。
　反射拡散板８が経年劣化や外部からの衝撃、振動などによって破損したり脱落するといった事態が生じると、光源部１からのレーザ光Ｌが非拡散状態のまま反射拡散板８による光拡散位置（すなわち、反射拡散板８の設置位置）を直進する事態が発生し得る。しかし、本実施形態２においても、反射拡散板８による光拡散位置（すなわち、反射拡散板８の設置位置）を光源部１からのレーザ光Ｌが直進してライトトンネル１７へ向かう出射光路が存在しない。従って、本実施形態２によれば、反射拡散板８が経年劣化や外部からの衝撃、振動などによって破損したり脱落するといった事態が発生しても、非拡散状態のままのレーザ光Ｌがライトトンネル１７から外部へ照射されることがない。しかも、上記実施形態１の場合と同様に、光源部１からのレーザ光Ｌが非拡散状態のまま反射拡散板８による光拡散位置（すなわち、反射拡散板８の設置位置）を直進する先には、吸光部材１９が配置されているので、非拡散状態のままのレーザ光Ｌがライトトンネル１７以外の箇所（ケースの隙間や通気口等）から外部に照射されることも確実に防止されている。
　なお、本実施形態２においても、吸光部材１９に代えて、拡散板２２や照明系ケース２０の一部を利用したものなど、他のレーザ光漏出防止手段を用いてもよい。また、上記変形例のように、フォトセンサ２３や緊急遮断回路２４を設けた構成を採用してもよい。
〔実施形態３〕
　次に、本発明に係る光照射装置を、画像表示装置の一例であるプロジェクタの光照射装置として用いた他の実施形態（以下、本実施形態を「実施形態３」とも言う）について説明する。
　なお、本実施形態３における基本構成は上記実施形態２と同様であるため、以下、上記実施形態２とは異なる点を中心に説明する。
　図１２は、本実施形態３に係る光照射装置の一部の構成の一例を示す模式図である。また、図１３は、本実施形態３における色成分・光路切り替え盤４１の構成の一例を模式的に示す平面図である。
　本実施形態３の色成分・光路切り替え盤４１は、図１３に示すように、矢印で示す回転方向（この例では反時計方向）に分割された青色成分透過領域４１ａと、赤色成分透過領域４１ｂと、緑色成分透過領域４１ｃと、黄色成分透過領域４１ｄとを有する光路時分割用回転円盤で形成されている。青色成分透過領域４１ａは透過ガラスもしくは切り欠きで形成することができる。他の３つの領域４１ｂ，４１ｃ，４１ｄは、いずれも青色成分（Ｂ）を反射するとともに、赤色成分（Ｒ）のみ、緑色成分（Ｇ）のみ、黄色成分（Ｙ）のみをそれぞれ透過するダイクロイックミラーで形成される。なお、本実施形態３の色成分・光路切り替え盤４１は、４つの領域４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄが等分割（セグメント角度＝９０°）されているが、各領域の角度はこれに限るものではない。この光照射装置を使用するプロジェクタの色設計に応じてセグメント角度は最適なものを選べばよい。
　本実施形態３における青色成分（Ｂ）の光を照射するときの光路について説明すると、光源部１から出射した青色成分（Ｂ）のレーザ光Ｌは、集光レンズ１ｃで集光されて色成分・光路切り替え盤４１上に略１点に集光される。色成分・光路切り替え盤４１に導かれた青色成分（Ｂ）のレーザ光Ｌは、色成分・光路切り替え盤４１上の青色成分透過領域４１ａを透過した後、レンズ７を通って反射拡散板８へ導かれ、反射拡散板８によって反射、拡散された後、反射ミラー４２で反射されてダイクロイックミラー４３に導かれる。ダイクロイックミラー４３は、青色成分の光を反射する機能と、青色成分以外の色成分の蛍光を透過する機能とを有する。従って、ダイクロイックミラー４３に導かれた青色成分の光は、ダイクロイックミラー４３で反射されて、レンズ１６を介してライトトンネル１７へ導かれる。そして、青色成分の光は、ライトトンネル１７に入射されて均一な光となった後、レンズ２５、ミラー２７を通って画像形成パネル１３に入射され、投射レンズ部２８を通ってスクリーンに投射される。
　次に、本実施形態３における赤色成分（Ｒ）、緑色成分（Ｇ）、黄色成分（Ｙ）の光を照射するときの光路について説明する。
　光源部１から出射した青色成分（Ｂ）のレーザ光Ｌは、集光レンズ１ｃで集光されて色成分・光路切り替え盤４１上に略１点に集光され、色成分・光路切り替え盤４１上の赤色成分透過領域４１ｂで反射され、レンズ４４、透過拡散板４５、レンズ４６を通って蛍光体ホイール５へ導かれる。本実施形態３でも、透過拡散板４５を配置することで、上記実施形態２の場合と同様に、光源部１からのレーザ光Ｌが透過拡散板３１により拡散されてから、レンズ４６や蛍光体ホイール５等の後段の光学部品に照射される。従って、非拡散状態のレーザ光Ｌがそのまま照射される場合と比較して、光が１点に集光して熱が上昇することによるレンズ４６や蛍光体ホイール５の破損等を防ぐことができる。
　青色成分の光が蛍光体ホイール５に照射されると、赤色成分（Ｒ）と緑色成分（Ｇ）の両方を含む黄色成分（Ｙ）の蛍光が発生する。この黄色成分（Ｙ）の蛍光は、レンズ４４、透過拡散板４５、レンズ４６を通って色成分・光路切り替え盤４１へ導かれる。黄色成分（Ｙ）の蛍光は、色成分・光路切り替え盤４１上の赤色成分透過領域４１ｂを透過するときに赤色成分以外がカットされる。これにより、赤色成分の光がレンズ４７を通ってダイクロイックミラー４３に導かれ、ダイクロイックミラー４３を透過してライトトンネル１７へ導かれる。そして、赤色成分の光は、ライトトンネル１７に入射されて均一な光となった後、レンズ２５、ミラー２７を通って画像形成パネル１３に入射され、投射レンズ部２８を通ってスクリーンに投射される。
　また、黄色成分（Ｙ）の蛍光が色成分・光路切り替え盤４１上の緑色成分透過領域４１ｃを透過すると、緑色成分以外がカットされ、緑色成分の光がレンズ４７を通ってダイクロイックミラー４３に導かれる。そして、緑色成分の光は、ダイクロイックミラー４３を透過してライトトンネル１７へ導かれ、ライトトンネル１７に入射されて均一な光となった後、レンズ２５、ミラー２７を通って画像形成パネル１３に入射され、投射レンズ部２８を通ってスクリーンに投射される。
　また、黄色成分（Ｙ）の蛍光が色成分・光路切り替え盤４１上の黄色成分透過領域４１ｄを透過すると、黄色成分以外がカットされ、黄色成分の光がレンズ４７を通ってダイクロイックミラー４３に導かれる。そして、黄色成分の光は、ダイクロイックミラー４３を透過してライトトンネル１７へ導かれ、ライトトンネル１７に入射されて均一な光となった後、レンズ２５、ミラー２７を通って画像形成パネル１３に入射され、投射レンズ部２８を通ってスクリーンに投射される。
　反射拡散板８が経年劣化や外部からの衝撃、振動などによって破損したり脱落するといった事態が生じると、光源部１からのレーザ光Ｌが非拡散状態のまま反射拡散板８による光拡散位置（すなわち、反射拡散板８の設置位置）を直進する事態が発生する。しかし、本実施形態３においても、反射拡散板８による光拡散位置（すなわち、反射拡散板８の設置位置）を光源部１からのレーザ光Ｌが直進してライトトンネル１７へ向かう出射光路が存在しない。従って、本実施形態３によれば、反射拡散板８が経年劣化や外部からの衝撃、振動などによって破損したり脱落するといった事態が発生しても、非拡散状態のままのレーザ光Ｌがライトトンネル１７から外部へ照射されることがない。しかも、上記実施形態１や２と同様、光源部１からのレーザ光Ｌが非拡散状態のまま反射拡散板８による光拡散位置（すなわち、反射拡散板８の設置位置）を直進する先には、吸光部材１９が配置されているので、非拡散状態のままのレーザ光Ｌがライトトンネル１７以外の箇所（例えば、ケースの隙間や通気口等）から外部に照射されることも確実に防止されている。
　なお、本実施形態３においても、吸光部材１９に代えて、拡散板２２や照明系ケース２０の一部を利用したものなど、他のレーザ光漏出防止手段を用いてもよい。また、上記変形例のように、フォトセンサ２３や緊急遮断回路２４を設けた構成を採用してもよい。
　ここで、本実施形態３においては、上記実施形態１または上記実施形態２で設けられていた色成分切り替え盤１０，３５が設けられていない。これは、本実施形態３の色成分・光路切り替え盤４１が色成分切り替え盤１０，３５の機能を有するためである。従って、部品点数を削減でき、低コストを実現できることに加え、省スペース化できるので小型な光照射装置を実現できる。しかも、上記実施形態１及び上記実施形態２のように光路切り替え盤３と色成分切り替え盤１０，３５とを別々に備えた構成においては、光路切り替え盤３と色成分切り替え盤１０，３５との間で回転同期制御を行う必要があるが、本実施形態３によればこのような回転同期制御が不要となるので、制御も簡素化できる。
　また、本実施形態３において、反射拡散板８と反射ミラー４２とを入れ替えて配置してもよい。この場合、反射拡散板８と反射ミラー４２との配置の入れ替えに合わせて吸光部材１９の設置位置も変えればよ。
　また、本実施形態３において、反射拡散板８だけでなく、反射ミラー４２も反射拡散板で形成してもよい。この場合、青色成分の光について、より高い拡散効果を得ることができる。なお、反射ミラー４２の位置に配置される第２の反射拡散板が脱落等しても、これに入射する光はすでに反射拡散板８によって拡散されているので、第２の反射拡散板が脱落等して直進する先に吸光部材１９等のレーザ光漏出防止手段を設ける必要はない。
　また、本実施形態３において、色成分・光路切り替え盤４１上の赤色成分透過領域４１ｂ、緑色成分透過領域４１ｃ、黄色成分透過領域４１ｄの反射面を反射拡散面としても良い。これにより、透過拡散板４５が不要となるので、部品点数が減り、コスト削減、光照射装置の小型化を図ることができる。
〔参考例１〕
　次に、画像表示装置の一例であるプロジェクタに用いられる光照射装置の一参考例（以下、本参考例を「参考例１」とも言う）について説明する。
　なお、本参考例１における基本構成は上記実施形態２と同様であるため、以下、上記実施形態２とは異なる点を中心に説明する。
　図１４は、本参考例１に係る光照射装置の一部の構成の一例を示す模式図である。また、図１５は、本参考例１における光路切り替え盤５１の構成の一例を模式的に示す平面図である。
　本参考例１の光路切り替え盤５１は、図１５に示すように、回転方向に分割された反射拡散領域５１ａと透過領域５１ｂとを有する光路時分割用回転円盤で形成されている。本参考例１における反射拡散領域５１ａは、上述した反射拡散板８と同様の反射拡散部材で形成されている。
　本参考例１の光路切り替え盤５１における反射拡散領域５１ａが反射拡散部材で形成されているため、上記実施形態２に設けられていた反射拡散板８を省略でき、これに代えて光拡散機能を備えていない一般的な反射ミラー５２が設けられる。もちろん、反射ミラー５２に代えて反射拡散板８を配置してもよく、この場合、青色成分の光について、より高い拡散効果を得ることができる。また、この場合、反射ミラー５２に代えて配置される反射拡散板８が脱落等しても、これに入射する光はすでに光路切り替え盤５１上の反射拡散領域５１ａによって拡散されているので、反射拡散板８が脱落等して直進する先に吸光部材１９等のレーザ光漏出防止手段を設ける必要はない。
　また、本参考例１においては、光路切り替え盤５１上の反射拡散領域５１ａで青色成分のレーザ光Ｌの拡散を行うため、光路切り替え盤５１の回転により青色成分のレーザ光Ｌが当たる反射拡散箇所が時間変化する。レーザ光を拡散する箇所が時間的に変わることにより、スクリーンでの照度分布も時間によって異なることになる。結果として、投射画像のムラは時間的に平均化され、均一な画像を得ることができる。従って、上記実施形態２における反射拡散板８のように青色成分のレーザ光Ｌが常に同一箇所に当たる場合と比較して、画像を均一化する効果を高めることができる。その結果、均一な画像を得るのに必要な拡散角を小さくすることができ、その後の光学系の増大や拡散光のケラレによる効率低下を招くことなく照明光学系を形成することができる。そのため、均一な画像を得ながら、高効率で小型な照明光学系とすることができる。
〔参考例２〕
　次に、画像表示装置の一例であるプロジェクタに用いられる光照射装置の他の参考例（以下、本参考例を「参考例２」とも言う）について説明する。
　なお、本参考例２における基本構成は上記参考例１と同様であるため、以下、上記参考例１とは異なる点を中心に説明する。
　図１６は、本参考例２に係る光照射装置の一部の構成の一例を示す模式図である。また、図１７は、本参考例２における光路切り替え盤６１の構成の一例を模式的に示す平面図である。
　本参考例２の光路切り替え盤６１は、図１７に示すように、回転方向に分割された反射拡散領域６１ａと透過拡散領域６１ｂとを有する光路時分割用回転円盤で形成されている。本参考例２における反射拡散領域６１ａは、上述した反射拡散板８と同様の反射拡散部材で形成され、本参考例２における透過拡散領域６１ｂは、上述した透過拡散板３１と同様の透過拡散部材で形成されている。
　本参考例２の光路切り替え盤６１における透過拡散領域６１ｂが透過拡散部材で形成されているため、上記参考例１に設けられていた透過拡散板３１を省略できる。これにより、部品点数が減り、コスト削減、光照射装置の小型化を図ることができる。
　なお、本参考例２では、光路切り替え盤６１における反射拡散領域６１ａと透過拡散領域６１ｂの拡散面を同じ面側に設けているが、これに限るものではなく、例えば、一方の面を拡散面、他方の面にＡＲ（Anti-Reflection）コートもしくは反射コートを施した板を用意し、そのコートを施した板をカットして貼りあわせることで反射拡散領域６１ａと透過拡散領域６１ｂを備えた光路切り替え盤６１を製造しても良い。その際、透過拡散面の表裏は任意に選択できる。
　また、本参考例２において、光路切り替え盤６１における透過拡散領域６１ｂは、一方の面だけを拡散面としているが、両面とも拡散面としてもよい。これによりレーザ光Ｌが拡散面を２回通るため、拡散効果を高めることができる。
　なお、上述した各実施形態や各参考例において、入射する光を拡散光に変換するとともに反射するいずれの反射拡散部材も、図４及び図５に示したように、光を透過し、かつ、拡散する光透過拡散層が光反射面上に形成された構成とすることができる。
　以上に説明した実施形態、変形例、及び参考例は一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
　態様Ａは、レーザ光Ｌを射出するレーザダイオード１ａ等のレーザ光源と、前記レーザ光源が射出したレーザ光Ｌを拡散光に変換する光拡散部材とを備え、前記光拡散部材によって変換された拡散光が通る光路を含んだ１又は２以上の出射光路を経由して、前記レーザ光源が射出したレーザ光に基づく光をライトトンネル１７等の光出射部から外部へ照射する光照射装置において、前記光拡散部材は、前記レーザ光源が射出したレーザ光を拡散光に変換するとともに光路を変更する反射拡散板８等の拡散光路変更部材であり、前記出射光路は、前記拡散光路変更部材に向けて照射されるレーザ光が前記拡散光路変更部材による光拡散位置を直進して前記光出射部へ向かう光路を含まない。
　この態様Ａによれば、レーザ光の光路上に配置される拡散光路変更部材（または、光拡散部材）が脱落したり破損したりしてレーザ光が非拡散状態のまま拡散光路変更部材による光拡散位置を直進することになっても、そのレーザ光が光出射部へ向かうことがない。従って、レーザ光が光出射部から直接外部に照射されることを抑制できる。
（態様Ｂ）
　態様Ｂは、上記態様Ａにおいて、前記拡散光路変更部材に向けて照射されるレーザ光が前記拡散光路変更部材による光拡散位置を直進する先に、当該レーザ光が非拡散状態のまま装置外部へ漏出するのを防止する吸光部材１９、拡散板２２、照明系ケース２０等のレーザ光漏出防止手段を有する。
　この態様Ｂによれば、レーザ光が非拡散状態のまま拡散光路変更部材による光拡散位置を直進することになったときに、非拡散状態のままのレーザ光が光出射部以外の箇所（ケースの隙間や通気口等）から外部に照射されることを確実に防止できる。
（態様Ｃ）
　態様Ｃは、上記態様Ｂにおいて、前記レーザ光漏出防止手段が、前記レーザ光を減衰させる吸光部材１９等のレーザ光減衰部材である。
　この態様Ｃによれば、強いレーザ光が外部に漏れ出るのを防ぐことができる。
（態様Ｄ）
　態様Ｄは、上記態様Ｂにおいて、前記レーザ光漏出防止手段が、前記レーザ光を拡散する拡散板２２等のレーザ光拡散部材である。
　この態様Ｄによれば、外部に漏れ出る光が拡散光になるので、一部の光が外部に漏れ出ても問題を軽減できる。
（態様Ｅ）
　態様Ｅは、上記態様Ａ～Ｄのいずれかにおいて、前記拡散光路変更部材による光拡散位置を直進したレーザ光を検知するフォトセンサ２３等のレーザ光検知手段を有する。
　この態様Ｅによれば、レーザ光の光路上に配置される拡散光路変更部材（光拡散部材）が脱落したり破損したりしてレーザ光が非拡散状態のまま拡散光路変更部材による光拡散位置を直進することになったときに、これを検知することができる。従って、レーザ光源の出射を停止したり、ユーザーに報知したりする対処動作を行うことが可能となる。
（態様Ｆ）
　態様Ｆは、上記態様Ｅにおいて、前記レーザ光検知手段として、温度検知手段を用いる。
　この態様Ｆによれば、拡散光路変更部材による光拡散位置を直進したレーザ光を簡易に検知することができる。
（態様Ｇ）
　態様Ｇは、上記態様Ｅ又はＦにおいて、前記レーザ光検知手段がレーザ光を検知したときに前記レーザ光源のレーザ光の射出を停止する緊急遮断回路２４等のレーザ光停止制御手段を有する。
　これによれば、レーザ光が非拡散状態のまま外部へ漏れ出ることを確実に防止できる。
（態様Ｈ）
　態様Ｈは、上記態様Ａ～Ｇのいずれかにおいて、前記拡散光路変更部材が、前記レーザ光源が射出したレーザ光を拡散光に変換するとともに反射する反射拡散部材で形成されている。
　この態様Ｈによれば、レーザ光を屈折させて光路変更する部材よりも、拡散光路変更部材を簡易に形成できる。
（態様Ｉ）
　態様Ｉは、上記態様Ｈにおいて、前記反射拡散部材が、前記レーザ光を透過し、かつ、拡散する光透過拡散層が光反射面上に形成されたものである。
　この態様Ｉによれば、光透過拡散層に入射するレーザ光が光反射面で反射して光透過拡散層から出射する間に、光透過拡散層上の単一の拡散面で２回の拡散整形を行うことができる。従って、単一の拡散面でレーザ光の高い拡散性能を得ることができる。しかも、光反射面を平面で形成することが可能となることから、高い反射率を得ることもできる。
（態様Ｊ）
　態様Ｊは、上記態様Ｉにおいて、前記レーザ光源からのレーザ光を受光することにより前記レーザ光とは異なる別波長帯の光を射出する蛍光体ホイール５等の波長変換部材を備え、前記波長変換部材を経由せずに前記レーザ光源が射出したレーザ光を前記反射拡散部材で反射拡散して前記光出射部へ向かわせる第１出射光路と、前記レーザ光源が射出したレーザ光を波長変換部材へ照射して前記波長変換部材から射出される前記別波長帯の光を前記光出射部へ向かわせる第２出射光路とを有する。
　この態様Ｊによれば、複数の波長帯の光を照射する光照射装置において、レーザ光源からのレーザ光を波長変換せずに拡散光にして照射することができるので、構成の簡素化が実現できる。この場合、光路上に配置される光拡散部材が光透過性のものである場合、これが脱落したり破損したりすると、レーザ光が非拡散状態のまま光出射部から外部へ照射されることになる。本態様Ｊによれば、光路上に配置される光拡散部材が拡散光路変更部材であるため、レーザ光が非拡散状態のまま光出射部から外部へ照射されることを抑制できる。
（態様Ｋ）
　態様Ｋは、プロジェクタ等の画像表示装置であって、上記態様Ａ～Ｊのいずれかの光照射装置と、前記光照射装置から射出される光を画像形成パネル１３等の画像形成部材に伝達する集光レンズ２５や反射ミラー２６，２７等の照明光学系と、前記画像形成部材に形成された画像を拡大投射する投射レンズ部２８等の投射光学系とを有する。
　この態様Ｋによれば、レーザ光の光路上に配置される拡散光路変更部材（光拡散部材）が脱落したり破損したりしてレーザ光が非拡散状態のまま拡散光路変更部材による光拡散位置を直進することになっても、レーザ光が光出射部から直接外部に照射されることが抑制され、より安全な画像表示装置を実現できる。
　上記の各実施形態及び各参考例に付けられた連番１，２，...は、好ましい実施形態及び好ましい参考例の順位を表すものではない。
　以上、開示の光照射装置及びこれを備えた画像表示装置を実施形態、変形例、及び参考例により説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能であることは言うまでもない。
　本出願は、２０１４年２月１７日に日本国特許庁に出願された特願２０１４－０２７９１１に基づくものであり、その出願を優先権主張するものであり、その出願の全ての内容を参照することにより包含するものである。
１　光源部
１ａ　レーザダイオード
３　光路切り替え盤
３ａ　反射領域
３ｂ　透過領域
５　蛍光体ホイール
８　反射拡散板
８ａ　光透過拡散層
８ｂ　基材
８　反射拡散板
９　ダイクロイックミラー
１０，３５　色成分切り替え盤
１３　画像形成パネル
１７　ライトトンネル
１９　吸光部材
２０　照明系ケース
２２　拡散板
２３　フォトセンサ
２４　緊急遮断回路
２８　投射レンズ部
２９　投射系ケース
３１　透過拡散板
４１　色成分・光路切り替え盤
４１ａ　青色成分透過領域
４１ｂ　赤色成分透過領域
４１ｃ　緑色成分透過領域
４１ｄ　黄色成分透過領域
４５　透過拡散板
５１　光路切り替え盤
５１ａ　反射拡散領域
５１ｂ　透過領域
６１　光路切り替え盤
６１ａ　反射拡散領域
６１ｂ　透過拡散領域

Claims (11)

  1. 　レーザ光を射出するレーザ光源と、
    　前記レーザ光を拡散光に変換する光拡散部材とを備え、
    　前記拡散光が通る光路を含んだ１又は２以上の出射光路を経由して、前記レーザ光に基づく光を光出射部から外部へ照射し、
    　前記光拡散部材は、前記レーザ光を前記拡散光に変換するとともに光路を変更する拡散光路変更部材を含み、
    　前記出射光路は、前記拡散光路変更部材に向けて照射されるレーザ光が前記拡散光路変更部材による光拡散位置を直進して前記光出射部へ向かう光路を含まないことを特徴とする、光照射装置。
  2. 　前記拡散光路変更部材に向けて照射されるレーザ光が前記拡散光路変更部材による光拡散位置を直進する先に、当該レーザ光が非拡散状態のまま前記光照射装置外部へ漏出するのを防止するレーザ光漏出防止手段を備えたことを特徴とする、請求項１記載の光照射装置。
  3. 　前記レーザ光漏出防止手段は、前記レーザ光を減衰させるレーザ光減衰部材を含むことを特徴とする、請求項２記載の光照射装置。
  4. 　前記レーザ光漏出防止手段は、前記レーザ光を拡散するレーザ光拡散部材を含むことを特徴とする、請求項２記載の光照射装置。
  5. 　前記拡散光路変更部材による光拡散位置を直進したレーザ光を検知するレーザ光検知手段を備えたことを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項記載の光照射装置。
  6. 　前記レーザ光検知手段は、温度検知手段を含むことを特徴とする、請求項５記載の光照射装置。
  7. 　前記レーザ光検知手段がレーザ光を検知したときに前記レーザ光源のレーザ光の射出を停止するレーザ光停止制御手段を備えたことを特徴とする、請求項５又は６記載の光照射装置。
  8. 　前記拡散光路変更部材は、前記レーザ光源が射出したレーザ光を拡散光に変換するとともに反射する反射拡散部材を含むことを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか１項記載の光照射装置。
  9. 　前記反射拡散部材は、前記レーザ光を透過し、かつ、拡散する光透過拡散層が光反射面上に形成されていることを特徴とする、請求項８記載の光照射装置。
  10. 　前記レーザ光源からのレーザ光を受光することにより当該レーザ光とは異なる別波長帯の光を射出する波長変換部材を備え、
    　前記波長変換部材を経由せずに前記レーザ光源が射出したレーザ光を前記反射拡散部材で反射拡散して前記光出射部へ向かわせる第１出射光路と、前記レーザ光源が射出したレーザ光を波長変換部材へ照射して前記波長変換部材から射出される前記別波長帯の光を前記光出射部へ向かわせる第２出射光路とを有することを特徴とする、請求項９記載の光照射装置。
  11. 　請求項１乃至１０のいずれか１項記載の光照射装置と、
    　前記光照射装置から射出される光を画像形成部材に伝達する照明光学系と、
    　前記画像形成部材に形成された画像を拡大投射する投射光学系とを備えたことを特徴とする、画像表示装置。
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