(57)【要約】【課題】所望の出力のレーザ光が得られるとともに、低消費電力かつ長寿命のレーザ光源装置を提供する。【解決手段】本発明のレーザ光源装置１は、レーザ光源１０と、レーザ光源１０から射出された光ＩＲ１が入射する波長変換素子１１と、波長変換素子１１から射出された光Ｇ１の光量を検出する光量検出部１３と、光量検出部１３による検出値を目標値に近づけるようにレーザ光源１０に供給される供給電力を決定する制御部１４と、レーザ光源１０と波長変換素子１１との少なくとも一方を対象とし対象の特性を調整して供給電力を最小化する特性調整部１５と、を含んでいる。【選択図】図１
2010141025.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源と、
前記レーザ光源から射出された光が入射する波長変換素子と、
前記波長変換素子から射出された光の光量を検出する光量検出部と、
前記光量検出部による検出値を目標値に近づけるように前記レーザ光源に供給される供給電力を決定する制御部と、
前記レーザ光源と前記波長変換素子との少なくとも一方を対象とし前記供給電力を最小化するように前記対象の特性を調整する特性調整部と、を含んでいることを特徴とするレーザ光源装置。
【請求項２】
前記特性調整部が、前記対象の温度を所定の温度範囲内で変化させるとともに、前記温度範囲内における前記供給電力の最小値に対応する温度に前記対象の温度を調整することを特徴とする請求項１に記載のレーザ光源装置。
【請求項３】
前記特性調整部が、前記供給電力を定めるパラメータの上限値を用いて前記温度範囲を求め、該温度範囲内で前記対象の温度を変化させることを特徴とする請求項２に記載のレーザ光源装置。
【請求項４】
前記上限値が、ロールオーバ値以下であることを特徴とする請求項３に記載のレーザ光源装置。
【請求項５】
前記ロールオーバ値を算出するとともに、算出したロールオーバ値を前記特性調整部に出力する算出部を含んでいることを特徴とする請求項４に記載のレーザ光源装置。
【請求項６】
前記レーザ光源がパルス信号により駆動されており、前記パラメータが該パルス信号の１周期に占めるオン時間の比率であることを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載のレーザ光源装置。
【請求項７】
前記レーザ光源がパルス信号により駆動されており、前記パラメータが該パルス信号の振幅であることを特徴とする請求項３〜６のいずれか一項に記載のレーザ光源装置。
【請求項８】
前記特性調整部が、固定された前記温度範囲内で前記対象の温度を変化させることを特徴とする請求項２に記載のレーザ光源装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載のレーザ光源装置と、
前記レーザ光源装置から射出された光を変調する変調装置と、
前記変調装置により変調された光を投射する投射光学系と、を含んでいることを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光源装置、プロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からプロジェクタ等の光学装置の分野において、照明光源として高圧水銀ランプが多用されている。高圧水銀ランプには、高出力な光が得られるという利点があるが、色再現性に制約があること、瞬時点灯が難しいこと、寿命が短いこと等の課題もある。このような事情により、高圧水銀ランプに代えてレーザ素子（ＬＤ）等を光源に用いたレーザ光源装置が期待されている。
【０００３】
レーザ素子は、得られる光の波長がレーザ素子の活性層の材質等により制約を受けるため、波長変換素子と併用されることがある。例えば、レーザ素子から直接得られない波長光である緑色光は、赤外光を発するレーザ素子と、赤外光を二次高調波である緑色光に変換する波長変換素子（ＳＨＧ）とを組み合わせた光源装置により、間接的に得られる。
【０００４】
レーザ光源装置は、射出される光が所望の光量に保持されるように制御されている。例えば、特許文献１には、温度補償回路を用いた自動出力制御（ａｕｔｏ  ｐｏｗｅｒ  ｃｏｎｔｒｏｌ；以下、ＡＰＣと称す場合がある）の半導体レーザ装置が提案されている。
【０００５】
特許文献１の半導体レーザ装置では、半導体レーザ素子から射出された光の一部であるモニタ光が、受光素子に入射するようになっている。モニタ光の光量に応じたモニタ電流が受光素子から出力され、モニタ電流は電流電圧変換手段によりモニタ電圧に変換される。モニタ電圧と設定電圧との電圧差に基づいて、レーザ光の光量が一定になるように半導体レーザ素子が駆動される。設定電圧は、温度補償回路から出力されており、半導体レーザ素子に供給される供給電流値等の供給電力が温度変化を加味して調整される。
【特許文献１】特開平６−６９６００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の半導体レーザ装置によれば、使用環境の温度変化によらずに所望の光量のレーザ光が得られると考えられる。しかしながら、レーザ素子と波長変換素子とを組み合わせたレーザ光源装置において従来のＡＰＣを行うと、以下のような不都合を生じるおそれがある。
【０００７】
一般にレーザ素子は、光源の温度変化により、発振波長すなわち射出する光の波長が変化する。波長変換素子は、波長変換素子の温度変化あるいは入射光の波長変化により、変換効率が変化する。レーザ素子と波長変換素子とが組合わされたレーザ光源装置においてＡＰＣを行う手法としては、波長変換素子から射出された後の光の一部をモニタ光に用いる手法が考えられる。波長変換素子から射出後の光をモニタ光に用いない手法では、波長変換素子の特性変化を加味することができないので、最終的な外部出力光を所望の光量にすることが難しいからである。
【０００８】
射出後の光をモニタ光に用いる手法において変換効率が低下すると、変換効率の低下による光量の低下を補償すべく、ＡＰＣによりレーザ素子の供給電力が高く設定される。これにより、レーザ素子が過剰な電力により駆動され、レーザ光源装置としての効率が低下することやレーザ素子が短寿命化してしまうこと等の不都合を生じてしまう。
【０００９】
本発明は、前記事情に鑑み成されたものであって、所望の出力のレーザ光が得られるとともに、低消費電力かつ長寿命のレーザ光源装置を提供することを目的の１つとする。また、低消費電力、かつ長寿命のプロジェクタを提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のレーザ光源装置は、レーザ光源と、前記レーザ光源から射出された光が入射する波長変換素子と、前記波長変換素子から射出された光の光量を検出する光量検出部と、前記光量検出部による検出値を目標値に近づけるように前記レーザ光源に供給される供給電力を決定する制御部と、前記レーザ光源と前記波長変換素子との少なくとも一方を対象とし該対象の特性を調整して前記供給電力を最小化する特性調整部と、を含んでいることを特徴とする。
【００１１】
制御部が、光量検出部による検出値を目標値に近づけるようにレーザ光源の供給電力を決定するので、レーザ光源装置から外部に射出される外部出力光が所望の光量になる。この供給電力は、特性調整部がレーザ光源と波長変換素子との少なくとも一方の特性を調整することにより最小化されているので、高効率のレーザ光源装置になる。
【００１２】
また、レーザ光源と波長変換素子との少なくとも一方の特性が調整されることにより、レーザ光源の射出光の波長が、波長変換素子において変換効率が最大となる波長と合致するようになる。したがって、レーザ光源に過剰な負荷をかけることなく外部出力光の光量が調整され、レーザ光源が長寿命になる。
【００１３】
以上のように、この構成によればレーザ光源装置を所望の光量に設定して使用しつつ、レーザ光源装置の駆動条件を最適化することができる。したがって、駆動条件を調整する手間が不要であり、しかも高効率かつ長寿命のレーザ光源装置になる。
【００１４】
また、前記特性調整部が、前記対象の温度を所定の温度範囲内で変化させるとともに、前記温度範囲内における前記供給電力の最小値に対応する温度に前記対象の温度を調整するようになっていてもよい。
【００１５】
レーザ光源の温度を変化させるとレーザ光源の射出光の波長が変化し、射出光の波長に関するレーザ光源の特性が変化する。波長変換素子の温度を変化させると波長変換素子への入射光の波長に対する変換効率が変化し、波長変換素子の特性が変化する。したがって、特性調整部が対象の温度を所定の温度範囲内で変化させると、レーザ光源の射出光の波長が波長変換素子の変換特性と合致する温度において、供給電力が最小になる。特性調整部がこの最小値に対応する温度に対象の温度を調整するので、レーザ光源装置の駆動条件を最適化することができる。
【００１６】
また、前記特性調整部が、前記供給電力を定めるパラメータの上限値を用いて前記温度範囲を求め、該温度範囲内で前記対象の温度を変化させるようになっていてもよい。
【００１７】
対象の温度に対して供給電力は、下に凸な関係になっている。したがって、供給電力が上限値になるまで対象の温度を上昇させると、温度範囲の上限が求まる。また、供給電力が上限値になるまで対象の温度を下降させると、温度範囲の下限が求まる。この構成によれば、実際の供給電力に対応した温度範囲が求まり、温度範囲が適切な値に設定される。
【００１８】
また、前記上限値が、ロールオーバ値以下であることが好ましい。
ロールオーバ値とは、レーザ光源の出力が極大になる供給電力である。供給電力がロールオーバ値を超えるとレーザ光源の出力が低下し、制御部から出力されるレーザ光源の供給電力が増加する。すると、レーザ光源の出力がさらに低下し、供給電力の最小値が求まりにくくなる。上限値がロールオーバ値以下であれば、複雑なアルゴリズムを用いなくとも供給電力の最小値を求めることができる。
【００１９】
また、前記ロールオーバ値を算出するとともに、算出したロールオーバ値を前記特性調整部に出力する算出部を含んでいる構成にしてもよい。
【００２０】
ロールオーバ値は、レーザ光源装置の使用状態や劣化状態等により変化することがある。この構成によれば、算出部がロールオーバ値を算出して、ロールオーバ値を特性調整部に出力するので、レーザ光源装置の使用状態等に応じたロールオーバ値を用いてレーザ光源装置が駆動される。したがって、温度範囲が自動的に適切な値に設定され、使用状態等によりロールオーバ値が変化した場合でも自動出力制御系が発散することが回避される。よって、短寿命化が防止されていることに加えて経年変化に対応可能なレーザ光源装置になり、長期間にわたって良好に機能するレーザ光源装置になる。
【００２１】
また、前記レーザ光源がパルス信号により駆動されており、前記パラメータが該パルス信号の１周期に占めるオン時間の比率であってもよい。
このようにすれば、パルス信号におけるオン時間の比率が高くなるほど供給電力が増加するので、オン時間の比率に上限値を設けることにより供給電力の上限値を規定することができる。一般に、パルス信号におけるオン時間を調整することはシンプルな構成の回路により実現可能である。この構成によれば、レーザ光源装置の回路構成をシンプルにすることができ、レーザ光源装置の装置コストを低減することができる。
【００２２】
また、前記レーザ光源がパルス信号により駆動されており、前記パラメータが該パルス信号の振幅であってもよい。
このようにすれば、パルス信号における振幅が大きくなるほど供給電力が増加するので、振幅に上限値を設けることにより供給電力の上限値を規定することができる。
【００２３】
また、前記特性調整部が、固定された前記温度範囲内で前記対象の温度を変化させるようになっていてもよい。
このようにすれば、温度範囲を求める場合と異なり、温度範囲が既知であるので、対象の温度を変化させる温度履歴を設定する自由度が高くなる。例えば、温度範囲を求める場合に比べて対象の温度を変化させるステップ数を低減することができ、レーザ光源装置の駆動条件を短時間で容易に最適化することができる。また、対象の温度が不測の高温あるいは不測の低温に調整されることを防止することができ、不測の温度に調整されることによる対象の劣化や損傷が防止される。
【００２４】
本発明のプロジェクタは、前記の本発明のレーザ光源装置と、前記レーザ光源装置から射出された光を変調する変調装置と、前記変調装置により変調された光を投射する投射光学系と、を含んでいることを特徴とする。
本発明のレーザ光源装置は高効率かつ長寿命になっているので、本発明のプロジェクタは低消費電力かつ長寿命になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態を説明するが、本発明の技術範囲は以下の実施形態に限定されるものではない。以降の説明では図面を用いて各種の構造を例示するが、構造の特徴的な部分を分かりやすく示すために、図面中の構造はその寸法や縮尺を実際の構造に対して異ならせて示す場合がある。
【００２６】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態のレーザ光源装置１の概略構成を示す模式図である。
図１に示すように、レーザ光源装置１は、レーザ光源１０、波長変換素子１１、共振ミラー１２、光量検出部１３、制御部１４、特性調整部１５、及びレーザ駆動回路１６を含んでいる。レーザ光源装置１は、概略すると以下のように動作する。
【００２７】
レーザ光源１０は、レーザ駆動回路１６により駆動され、基本波長の光（ここでは、赤外光ＩＲ１）を射出する。赤外光ＩＲ１が、波長変換素子１１を経由してレーザ光源１０と共振ミラー１２との間を何度も往復してレーザ発振を生じる。レーザ発振により生じた赤外レーザ光は、波長変換素子１１を通るたびに、その少なくとも一部が変換波長の光（ここでは、緑色光Ｇ１）に変換される。波長変換素子１１から射出された緑色光Ｇ１は、共振ミラー１２を通って光量検出部１３に入射する。光量検出部１３に入射した緑色光Ｇ１は、外部出力光Ｇ２と、モニタ光Ｇ３とに分離される。
【００２８】
光量検出部１３は、モニタ光Ｇ３の光量に応じた検出値を出力する。制御部１４は、光量検出部１３から出力された検出値に基づいて、外部出力光Ｇ２の光量が目標値に近づくようにレーザ光源１０を駆動する供給電力を決定する。制御部１４は、この供給電力を特性調整部１５とレーザ駆動回路１６とにそれぞれ出力する。特性調整部１５は、制御部１４から出力された供給電力に基づいて、供給電力が最小になるように波長変換素子１１の特性を最適化する。
【００２９】
このように、レーザ光源装置１は、外部出力光Ｇ２の光量が制御部１４により目標値に調整されるとともに、レーザ光源１０の供給電力が特性調整部１５により最小化されるようになっている。以下、レーザ光源装置１の構成要素について詳しく説明する。
【００３０】
レーザ光源１０は、レーザ基板等にレーザ素子が１又は２以上形成されてなる光源や、励起レーザ素子がレーザ結晶と組合されてなる光源等により構成される。レーザ素子としては、面発光型レーザ素子、端面発光型レーザ素子のいずれを用いてもよい。本実施形態のレーザ光源１０は、その詳細な構造を図示しないが、面発光型レーザ素子を用いて構成されている。
【００３１】
この面発光型レーザ素子は、一対の電極間に活性層が挟持された構造になっている。一対の電極や活性層は、積層構造になっており、積層体の厚み方向が面発光型レーザ素子の光軸方向になっている。面発光型レーザ素子において、活性層の射出端面と反対側には反射部材が配置されている。反射部材は、一対の電極の一方を反射電極としたものや、誘電体多層膜からなり波長選択性を有するＤＢＲ層等である。活性層よりも射出端面側には、ＤＢＲ層が設けられている。反射部材とＤＢＲ層とにより共振器（内部共振器）が構成されている。
【００３２】
一対の電極から活性層に電力が供給されると活性層から光が発生し、この光は共振器内で位相が揃えられて射出端面から射出される。一般に、レーザ光源の温度が変化すると、レーザ光源から射出される光の波長が変化する。本実施形態では、レーザ光源から射出される光の波長を一定に保つために、レーザ光源１０の温度を一定に保つような温度管理がなされている。本実施形態のレーザ光源１０は、時間に対して電流値がパルス状に変化するパルス信号が一対の電極に供給されることにより駆動されている（図３（ｂ）参照）。レーザ光源１０は、想定される使用環境で、中心波長が１０７０ｎｍの赤外光ＩＲ１を射出するようになっている。
【００３３】
波長変換素子１１は、入射光のうちの少なくとも一部を略半分の波長の光（２次高調波）に変換するものである。例えば、波長変換素子１１に入射した基本波長の光（例えば、波長が１０７０ｎｍの赤外光）は、その一部が変換波長の光（例えば、波長が５３５ｎｍの緑色光）に変換される。波長変換素子１１は、例えばＰＰＬＮ等の非線形光学結晶により構成される。一般に波長変換素子は、波長変換素子内の光路長が長くなるほど、波長変換素子の特性の１つである変換効率が高くなる。波長変換素子内の光路長を十分に確保した場合であっても、変換効率は波長変換素子の温度や歪み、入射光の波長等に応じて変化する。以下、波長変換素子１１の特性について説明する。
【００３４】
図２（ａ）は、波長変換素子１１の温度に対する変換効率を模式的に示す概念図であり、図２（ｂ）は、波長が異なる入射光における変換効率の比較を模式的に示す概念図である。なお、図２（ａ）、（ｂ）における変換効率は、変換効率の最大値を１００％として規格化した値で示している。
【００３５】
図２（ａ）に示すように、温度に対する変換効率は上に凸な曲線になっている。変換効率が１００％になる温度を整合温度ＴＡ［℃］とすると、変換効率が９０％以上となる範囲ＲＡは、ＴＡ±１℃程度である。通常は、変換効率を一定に保つために、波長変換素子の温度が例えば範囲ＲＡ内に収まるように温度管理がなされている。
【００３６】
図２（ｂ）に示すように、温度に対する変換効率の関係は、入射光の波長によって異なっている。ここでは、基本波Ａの整合温度ＴＡよりも、基本波Ａと波長が異なる基本波Ｂの整合温度ＴＢの方が高くなっている。例えば、波長変換素子の温度が整合温度ＴＡに保たれている状態で、波長変換素子に入射する光が基本波Ａから基本波Ｂに変化すると、変換効率が低下してしまう。一般的な波長変換素子では、波長が０．１ｎｍ程度変化すると、整合温度は１℃程度変化する。これにより、波長変換素子の温度が、基本波Ｂの変化効率の許容範囲（例えば９０％以上）に対応する温度の範囲ＲＢから外れてしまうこともある。
【００３７】
図１の説明に戻り、共振ミラー１２は、誘電体多層膜からなる誘電体ミラーや体積ホログラフィック回折光学素子（ＶＨＧ）等の波長選択性を有する波長選択素子により構成される。共振ミラー１２は、基本波長の光を反射させるとともに、変換波長の光を透過させる特性を有している。これにより、波長変換素子１１により変換されなかった赤外光ＩＲ２は、共振ミラー１２で反射して折り返される。赤外光ＩＲ２は、波長変換素子１１を経てレーザ光源１０に再度入射し、レーザ光源１０内の反射部材で反射して折り返される。このように共振ミラー１２は、レーザ光源１０内の反射部材と共振器（外部共振器）を構成している。
【００３８】
光量検出部１３は、ハーフミラー１３１、受光素子１３２、電流電圧変換回路１３３を含んでいる。
【００３９】
ハーフミラー１３１は、緑色光Ｇ１を所定の比率で外部出力光Ｇ２とモニタ光Ｇ３に分離するものである。ここでは、緑色光Ｇ１のうちのごく一部をハーフミラー１３１で反射させてモニタ光Ｇ３にしている。なお、ハーフミラーの反射率を高めて、ハーフミラーで反射した光を外部出力光とし、ハーフミラーを通った漏れ光をモニタ光にしてもよい。
【００４０】
ハーフミラー１３１における光分離の比率については、適宜設定可能であるが、外部出力光Ｇ２の光量を最大化する観点でモニタ光Ｇ３の比率を最小化することが好ましい。例えば、受光素子１３２がモニタ光Ｇ３の光量を精度よく検出することができる範囲内で、モニタ光Ｇ３の比率を最小にするとよい。
【００４１】
モニタ光Ｇ３の比率を調整するには、ハーフミラー１３１での反射率を調整すればよい。具体的には、ハーフミラー１３１の表面にＡＲコート等の反射防止処理を施すことや、ハーフミラー１３１においてモニタ光Ｇ３を反射させる界面が緑色光Ｇ１の光軸となす角度を調整すること等が挙げられる。
【００４２】
ハーフミラー１３１により分離された外部出力光Ｇ２は、外部に取り出されて光学装置の照明等に用いられる。また、ハーフミラー１３１により分離されたモニタ光Ｇ３は、受光素子１３２に入射する。受光素子１３２は、入射したモニタ光Ｇ３の光量に応じて電荷を発生させるものである。受光素子１３２は、例えばＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等により構成される。受光素子１３２に発生した電荷は、電流として電流電圧変換回路１３３に伝達される。
【００４３】
電流電圧変換回路１３３は、受光素子１３２から受け取った電流を電圧に変換するものである。この電圧値により受光素子１３２に発生した電荷量が分かり、この電荷量によりモニタ光Ｇ３の光量が分かる。ハーフミラー１３１における光分離の比率が既知であるので、モニタ光Ｇ３の光量から外部出力光Ｇ２の光量が分かる。このように、光量検出部１３は、波長変換素子１１から射出された緑色光Ｇ１の光量に対応する量（電圧）を検出することが可能になっている。光量検出部１３により検出された検出値（電圧値）は、制御部１４に出力される。
【００４４】
制御部１４は、レーザ光源１０の出力として設定された電圧値（目標値）と、光量検出部１３により検出された電圧値（検出値）とを比較して、レーザ光源１０に供給される供給電力を決定するものである。本実施形態では、レーザ光源１０に供給される電流（以下、供給電流値と称す場合がある）を調整することにより、供給電力を決定している。
【００４５】
図３（ａ）は、制御部１４においてレーザ光源１０の供給電力を決定する仕組みを示す概念図であり、図３（ｂ）はレーザ光源１０に供給される電流波形の一例を示す模式図である。図３（ａ）において、縦軸はレーザ光源１０から射出される光源光の光量を示しており、横軸はレーザ光源１０に供給される供給電流値を示している。実際には、光源光の光量は光量検出部１３の検出値により評価されており、実質的に図３のグラフの縦軸は光量検出部１３の検出値を示すものである。ここでは、電流波形の電流値を１周期の区間で時間積分した積分値に対して、積分値の時間平均を供給電流値としている（図３（ｂ）内の式を参照）。
【００４６】
図３（ａ）に示すように、レーザ光源１０は、供給される供給電流値が増加するにつれて、光量が概略単調に増加する。供給電流値がロールオーバ値（ＩＲＯ）になると、光量が最大光量（ＬＭＡＸ）になり、供給電流値がＩＲＯを超えると光量が減少傾向になる。供給電流値がＩＲＯ以下の範囲において、所望の光量（ＬＡ）が得られる供給電流値（ＩＡ）は、理論上は一意に定まる。このような供給電流値と光量との関係は、レーザ光源１０の使用状態や劣化状態により変化することがある。供給電流値と光量との関係が変化すると、ＩＡがＬＡと対応しなくなるので、高精度に光量を設定する場合にはＩＡを固定値として用いないで光量の調整を行う。
【００４７】
例えば、検出値（ＬＢ）が目標値（ＬＡ）よりも小さい場合には、供給する供給電流値をＬＢに対応する供給電流値（ＩＢ）よりも大きい値に変更する。検出値（ＬＣ）が目標値（ＬＡ）よりも大きい場合には、供給する供給電流値をＬＣに対応する供給電流値（ＩＣ）よりも小さい値に変更する。検出値と目標値との差分に適宜重み付けして供給電流値の変化量を決定することにより、レーザ光源１０に供給される供給電流値が定まる。また、供給電流値の変更を繰り返すことにより、得られる光量をＬＡに収束させることができる。
【００４８】
なお、供給電流値がＩＲＯを超えると供給電流値を増加させても光量が増加しないので、供給電流値が順次高く設定され、自動出力制御系が発散してしまう。供給電流値の上限値をＩＲＯ以下に設定しておけば、発散防止用のアルゴリズムを設けなくとも自動出力制御系の発散を回避することができる。
【００４９】
図３（ｂ）に示すように、本実施形態の電流波形はオン電流値がＩＯＮ、オフ電流が０になっており、振幅がＩＯＮの矩形波状になっている。電流波形の１周期をｔ０、オン時間をｔＯＮとすると、１周期における供給電流値（ＩＡＶＥ）は、以下の式（１）で表される。１周期においてオン時間の占める比率（ｔＯＮ／ｔ０）は、デューティと称されることがある。
ＩＡＶＥ＝ＩＯＮ×ｔＯＮ／ｔ０  ・・・（１）
【００５０】
式（１）から分かるように、デューティと振幅との少なくとも一方のパラメータを調整すれば、供給電流値を調整することができる。制御部１４は、決定された供給電流値になるようにデューティや振幅を決定し、デューティや振幅を含んだ駆動信号を特性調整部１５と、レーザ駆動回路１６とにそれぞれ出力する。レーザ駆動回路１６は、制御部１４から出力された駆動信号に基づいてレーザ光源１０を駆動する。これにより、レーザ光源装置１から射出される外部出力光Ｇ２が所望の光量に制御される。
【００５１】
本実施形態の特性調整部１５は、波長変換素子１１を調整の対象として、供給電流値が最小値になるように変換効率の特性（変換効率）を調整するものである。特性調整部１５は、波長変換素子１１の特性を調整した後に、波長変換素子１１の特性を保持するようになっている。特性を調整するタイミングについては、適宜設定することができる。例えば、レーザ光源装置１の使用開始直後に特性を調整することや、使用中において装置状態が安定した後に特性を調整すること、使用中の一定時間経過ごとに特性を調整すること、ユーザーの要求に応じて特性を調整すること等を適宜設定することができる。
【００５２】
特性調整部１５は、変温部１５１、温度検出部１５２、温度調整回路１５３、及び温度制御回路１５４を含んでいる。本実施形態の温度制御回路１５４は、制御部１４とともにコントロールＩＣ１７に組み込まれている。コントロールＩＣは、ＤＳＰチップ（デジタル信号処理チップ）やＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ  ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｇａｔｅ  ａｒｒａｙ）等により構成される。
【００５３】
変温部１５１は、ヒータやペルチェ素子により構成されており、波長変換素子１１を加熱あるいは冷却する。温度検出部１５２は、サーミスタ等により構成されており、波長変換素子１１の温度を検出する。温度調整回路１５３は、温度検出部１５２から波長変換素子１１の温度を受け取り、波長変換素子１１の温度が温度制御回路１５４から出力される目標温度に収束するように、変温部１５１を駆動する。温度調整回路１５３は、波長変換素子１１の温度が目標温度に収束すると、温度制御回路１５４に温度調整結果を出力する。温度調整結果は、温度調整完了のフラグであってもよいし、温度が安定したときの波長変換素子１１の温度であってもよい。
【００５４】
温度制御回路１５４は、演算部や記録部（メモリ）等を含んでいる。温度制御回路１５４は、複数の仮設定温度を段階的に設定するとともに、複数の仮設定温度を順次、温度調整回路１５３の目標温度として出力する。仮設定温度が選択される温度範囲は、予め定めておくことや、供給電流値に設定された上限値を用いて求めることができる。温度範囲を求める方法としては、仮設定温度を変更しつつ、仮設定温度に対応する供給電流値と上限値とを比較して、供給電流値が上限値に達した仮設定温度により温度範囲の両端の温度を求める方法が挙げられる。
【００５５】
また、温度制御回路１５４は、制御部１４から駆動信号を受け取り、供給電流値と仮設定温度とを関連付けてメモリに記録する。温度制御回路１５４は、メモリに記録された供給電流値のうちの最小値と関連付けられた仮設定温度を求め、これを整合温度とする。温度制御回路１５４は、得られた整合温度を温度調整回路１５３の目標温度として出力する。
【００５６】
図４（ａ）は、波長変換素子の温度に対する外部出力光の光量について、ＡＰＣ駆動と定電流駆動との比較を示すグラフである。図４（ｂ）は、特性調整部１５により供給電流値を最小化する仕組みを示す説明図である。
【００５７】
図４（ａ）に示すように、仮にレーザ光源装置が定電流により駆動されていると、波長変換素子の温度が整合温度Ｔｍから変化した場合に、外部出力光の光量が低下する。本実施形態のように、レーザ光源装置がＡＰＣ駆動されていると、供給電流値が調整されて外部出力光の光量が一定になる。
【００５８】
図４（ｂ）に示すように、ＡＰＣ駆動されているレーザ光源装置において、供給電流値は、波長変換素子の温度に応じて変化する。波長変換素子の温度がＴｍになっていると、波長変換素子の変換効率が最大になるので、供給電流値は最小になる。Ｔｍは、波長変換素子に入射する光の波長変化や、波長変換素子の劣化による特性変化等により変化する。波長変換素子に入射する光の波長、すなわちレーザ光源から射出される光の波長は、レーザ光源の温度変化や劣化により変化する。したがって、レーザ光源を一定温度で駆動するとともに波長変換素子の温度を想定される整合温度に固定すると、Ｔｍが変化することにより供給電流値が最小値にならなくなってしまう。
【００５９】
本実施形態では、光量検出部１３と制御部１４とによりＡＰＣ駆動を行うとともに、特性調整部１５により波長変換素子１１の温度をレーザ光源装置１の駆動時の初期温度（Ｔ０）からＴｍに変化させる。ここでは、図４（ｂ）に示したように、特性調整部１５が波長変換素子１１の温度をＴ０から段階的に降下させるとともに、各段階における供給電流値を監視する。供給電流値が、上限値（ＩＭＡＸ）を超えるまで波長変換素子１１の温度を低下させた後に、波長変換素子１１の温度を段階的に上昇させる。供給電流値が、再度ＩＭＡＸを超えるまで波長変換素子１１の温度を上昇させた後に、Ｔ０からの温度履歴において供給電流値が最小値になる温度すなわちＴｍまで、波長変換素子１１の温度を段階的に降下させる。
【００６０】
図５は、供給電流値を最小化するアルゴリズムのフローチャートである。
図５に示すように、ステップＳ１で、温度制御回路１５４がＴ０を目標温度として温度調整回路１５３に出力する。温度調整回路１５３は、変温部１５１を駆動して波長変換素子１１の温度を適宜変化させる。ステップＳ２で、温度調整回路１５３は、波長変換素子１１の温度が安定したか否かを判定する。温度が安定になっていない場合には、温度調整回路１５３は、ステップＳ３で待機時間をおいた後に、ステップＳ２で温度の安定判定を行う。温度が安定になっている場合には、温度調整回路１５３は、温度調整結果を温度制御回路１５４に出力する。
【００６１】
ステップＳ３に続くステップＳ４で、Ｔ０おける供給電流値（Ｉ０）を記録する。ステップＳ５〜Ｓ１０で、Ｔ０から下限温度（Ｔｉ）までの範囲内で仮設定温度（Ｔｘ）での温度制御を行う。ステップＳ５〜Ｓ９を一連の処理として、この処理は後述する繰り返し回数ｉだけ繰り返される。ｉは１以上の整数であり、ｘは１以上ｉ以下の整数である。
【００６２】
具体的には、ステップＳ５で、ステップＳ１と同様に温度制御回路１５４がＴｘを温度調整回路１５３に出力し、温度調整回路１５３が変温部１５１を駆動して波長変換素子１１の温度を適宜変化させる。Ｔｘは、例えば以下の式（２）で表される。
Ｔｘ＝Ｔｘ−１−ΔＴ  ・・・（２）
【００６３】
ΔＴは、適宜設定される温度変化量である。ΔＴは、一定値であってもよいし、可変値であってもよい。ΔＴを可変値にする場合には、例えば、仮設定温度の変化に対する供給電流値の変化量が小さくなるにつれて、ΔＴが小さくなるように重み付けを行う手法が考えられる。仮設定温度がＴｍに近づくにつれて供給電流値の変化量が小さくなるので、前記の手法によればＴｍを高精度に求めることができる。なお、ΔＴを一定値にした場合には、式（２）は以下の式（３）と等価になる。
Ｔｘ＝Ｔ０−ΔＴ×ｘ  ・・・（３）
【００６４】
温度調整回路１５３は、ステップＳ６でステップＳ２と同様の温度の安定判定を行い、ステップＳ７でステップＳ３と同様の待機時間をおく。ステップＳ８で、Ｔｘにおける供給電流（Ｉｘ）を記録する。ステップＳ９で、ＩｘとＩＭＡＸとを比較する。ステップＳ９において、ＩｘがＩＭＡＸ未満であった場合にはステップＳ１０に進み、ＩｘがＩＭＡＸ以上であった場合にはステップＳ１１に進む。ステップＳ１０で、記録されている供給電流値（Ｉ０、Ｉ１・・・、Ｉｘ）の最小値に対応する温度を仮の整合温度として保存する。ステップＳ５〜Ｓ９は、ＩｘがＩＭＡＸ以上になるまで繰り返される。ＩｘがＩＭＡＸ以上になるまでのステップＳ５〜Ｓ９の繰り返し回数がｉである。このように、本実施形態では特性調整部１５が、上限値（ＩＭＡＸ）を用いて所定の温度範囲の下限温度（Ｔｉ）を求めるようになっている。
【００６５】
ステップＳ１１〜Ｓ１５で、Ｔｉから上限温度（Ｔｊ）までの範囲内で仮設定温度（Ｔｙ）での温度制御を行う。ステップＳ１１〜Ｓ１４を一連の処理として、この処理は繰り返し回数ｊだけ繰り返される。ｊはｉ以上の整数であり、ｙは（ｉ＋１）以上ｊ以下の整数である。
【００６６】
具体的には、ステップＳ１１で、ステップＳ５と同様に温度制御回路１５４がＴｙを温度調整回路１５３に出力し、温度調整回路１５３が変温部１５１を駆動して波長変換素子１１の温度を適宜変化させる。Ｔｙは、例えば以下の式（４）で表される。
Ｔｙ＝Ｔｙ−１＋ΔＴ  ・・・（４）
【００６７】
ΔＴは、式（２）におけるΔＴと同様に適宜設定される温度変化量である。式（４）におけるΔＴが、式（２）におけるΔＴと異なる値に設定されていてもよい。ここでは、式（４）におけるΔＴが、式（２）と同一の一定値に設定されている。すなわち、式（４）は以下の式（５）と等価になっている。
Ｔｙ＝Ｔｉ＋ΔＴ×（ｙ−ｉ）  ・・・（３）
【００６８】
温度調整回路１５３は、ステップＳ１２でステップＳ２と同様の温度の安定判定を行い、ステップＳ１３でステップＳ３と同様の待機時間をおく。ステップＳ１４で、Ｔｙにおける供給電流（Ｉｙ）を記録する。ステップＳ１５で、ＩｙとＩＭＡＸとを比較する。ステップＳ１５において、ＩｙがＩＭＡＸ未満であった場合にはステップＳ１６に進み、ＩｙがＩＭＡＸ以上であった場合にはステップＳ１７に進む。ステップＳ１６で、記録されている供給電流値（Ｉ０、Ｉ１・・・、Ｉｙ）の最小値に対応する温度を仮の整合温度として保存する。ステップＳ１１〜Ｓ１５は、ＩｙがＩＭＡＸ以上になるまで繰り返される。ＩｙがＩＭＡＸ以上になるまでのステップＳ１１〜Ｓ１５の繰り返し回数がｊである。このように、本実施形態では特性調整部１５が、上限値（ＩＭＡＸ）を用いて所定の温度範囲の上限温度（Ｔｊ）を求めるようになっている。
【００６９】
ステップＳ１７は、仮の整合温度すなわち、供給電流値（Ｉ０、Ｉ１・・・、Ｉｊ）の最小値に対応する温度を整合温度Ｔｍに設定する。所定の温度範囲内において、実際の供給電流値を用いて整合温度を求めているので、使用状態や劣化状態に応じた整合温度を求めることができる。また、複数の極小値が存在する場合であっても複数の極小値において最小値を求めることができる。
【００７０】
ステップＳ１８は、波長変換素子１１の温度をＴｍまで段階的に変化させる。具体的には、ステップＳ５と同様に温度制御回路１５４が、仮設定温度（Ｔｊ−１〜Ｔｍ）を段階的に温度調整回路１５３の目標温度として出力する。温度調整回路１５３は、変温部１５１を駆動して波長変換素子１１の温度を適宜変化させる。温度調整回路１５３は、ステップＳ２と同様の温度の安定判定を行い、ステップＳ３と同様の待機時間をおく。このように、波長変換素子１１の温度を段階的に調整すれば、波長変換素子１１の温度が緩やかに変化するので、レーザ光源装置１を安定して動作させることができる。
【００７１】
以上のように、波長変換素子１１の温度が整合温度（Ｔｍ）に調整されることにより、波長変換素子１１の変換効率が調整される。これにより、波長変換素子１１の特性がレーザ光源１０から射出される光ＩＲ１の波長と高精度に一致するようになり、所望の光量の外部出力光Ｇ２を得るために必要な供給電流値が最小値Ｉｍになる。
【００７２】
第１実施形態のレーザ光源装置１にあっては、制御部１４が光量検出部１３による検出値を目標値に近づけるようにレーザ光源１０の供給電流値を決定するので、外部出力光Ｇ２が所望の光量になる。また、レーザ光源１０に供給される供給電流値が最小化されているので、レーザ光源１０に過剰な負荷をかけることなく外部出力光Ｇ２の光量が調整される。したがって、レーザ光源１０が長寿命になり、レーザ光源装置１が低消費電力かつ長寿命になる。また、レーザ光源装置１を所望の光量に設定して使用しつつ、レーザ光源装置１の駆動条件を自動的に最適化することができ、使い勝手のよいレーザ光源装置１になる。
【００７３】
なお、供給電力が最小となるような波長変換素子の温度を求めるアルゴリズムについては、適宜変更することができる。以下、アルゴリズムの変形例を説明する。
【００７４】
図６は、変形例１のアルゴリズムを示すフローチャートである。図６において、第１実施形態と同様のステップには同じ符号を付して示している。第１実施形態と同様のステップについては、説明を省略する場合がある。
【００７５】
変形例１のアルゴリズムが変形例１と異なる点は、上限値として供給電流値のデューティを用いる点である。図６に示すように、変形例１のアルゴリズムにおいては、ステップＳ３に続くステップＳ２１で供給電流値のデューティ（Ｄ０）を記録する。デューティは、前記したように１周期においてオン時間の占める比率（ｔＯＮ／ｔ０）である（式（１）参照）。ステップＳ７に続くステップＳ２２で、デューティ（Ｄｘ）を記録する。ステップＳ２２に続くステップＳ２３で、Ｄｘがデューティの上限値（ＤＭＡＸ）未満であるか否かを判定する。ステップＳ１２に続くステップＳ２４で、デューティ（Ｄｙ）を記録する。ステップＳ２４に続くステップＳ２５で、Ｄｙがデューティの上限値（ＤＭＡＸ）未満であるか否かを判定する。
【００７６】
以上のような変形例１のアルゴリズムを採用する場合には、制御部１４として、電流波形の振幅を一定に保ちつつデューティを調整することにより供給電流値を調整するものを採用することができる。したがって、レーザ駆動回路１６としては、印加電圧あるいは抵抗値を可変なものを用いる必要がなくなり、回路を安定に動作させることが容易になる。これにより、レーザ光源装置１の回路構成をシンプルにすることができる。
【００７７】
なお、電流波形の振幅（ＩＯＮ）を可変としておき（式（１）参照）、振幅に上限値を設けて所定の温度範囲を求める構成を採用することもできる。また、供給電流値を記録せずに所定の温度範囲の下限温度を求めた後に、供給電流値を記録しつつ所定の温度範囲の上限温度を求めて整合温度を求めてもよい。また、先に上限温度を求めて、後に下限温度を求めるようにしてもよい。
【００７８】
図７は、変形例２のアルゴリズムを示すフローチャートである。図７において、第１実施形態と同様のステップには同じ符号を付して示している。第１実施形態と同様のステップについては、説明を省略する場合がある。
【００７９】
変形例２のアルゴリズムが変形例１と異なる点は、予め設定された温度範囲を所定の温度範囲として用いる点である。第１実施形態のアルゴリズムを適用して、予め設定された温度範囲を用いる例としては、以下のようなアルゴリズムが考えられる。第１実施形態のステップＳ９の代わりに、仮設定温度（Ｔｘ）が温度範囲の下限値（ＴＭＩＮ）より高いか否かを判定するステップを設ける。また、第１実施形態のステップＳ１５の代わりに、仮設定温度（Ｔｙ）が温度範囲の上限値（ＴＭＡＸ）未満であるか否かを判定するステップを設ける。このようなアルゴリズムにより第１実施形態と同様に整合温度を求めることができるが、変形例２はこれと異なるアルゴリズムにより整合温度を求める。
【００８０】
図７に示すように、変形例２のアルゴリズムにおいては、ステップＳ３に続くステップＳ３１で、ＴｘがＴＭＩＮより高いか否かを判定する。ステップＳ３１で、ＴｘがＴＭＩＮより高い場合にはステップＳ５に進み、ＴｘがＴＭＩＮ以下である場合にはステップＳ３２に進む。ステップＳ５〜Ｓ７により波長変換素子１１の温度をＴｘに調整した後、次のステップに進む。ステップＳ３２では、ＴｙがＴＭＡＸ以下である場合にはステップＳ１７に進み、ＴｙがＴＭＡＸ未満である場合にはステップＳ３２に進む。ステップＳ３２に続くステップＳ１１〜Ｓ１３により波長変換素子１１の温度をＴｙに調整する。ステップＳ１４に続くステップＳ１６で仮の整合温度を記録した後、次のステップへ進む。
【００８１】
以上のような変形例２のアルゴリズムを採用する場合には、温度範囲が予め固定されているので、波長変換素子１１の温度を仮設定温度に調整する前に、仮設定温度が所定の温度範囲内であるか否かを判定することができる。したがって、上限温度や下限温度を求めるために供給電流値を監視する必要がなくなり、第１実施形態におけるステップＳ８（図５参照）を省くことができる。また、波長変換素子１１の温度を降下させる過程において仮の整合温度を求めるステップ（ステップＳ９）を省くこともできる。
【００８２】
なお、第１実施形態、変形例１、２では仮設定温度に対応する供給電流値を全て記録して仮の整合温度を求めているが、ステップごとに供給電流値の最小値を評価して、この最小値に対応する仮設定温度を仮の整合温度として記録するようにしてもよい。
【００８３】
例えば、Ｔ０におけるＩ０を記録しておき、Ｉ０とＴ１におけるＩ１とを比較する。Ｉ０とＩ１とのうち小さい方の値と、この値に対応する仮設定温度（仮の整合温度）とを記録させておく。以降のステップにおいても同様に、ステップごとにこのステップにおける供給電流値と、記録されている供給電流値とを比較する。そして、値が小さいほうの供給電流値、及びこの値に対応する仮設定温度のみを記録させておく。このようにすれば、供給電流値等を記録するメモリの容量を低減することができ、回路構成をシンプルにすることができる。
【００８４】
また、所定の温度範囲内の全域にわたって波長変換素子の温度を調整するのではなく、所定の温度範囲内における一部の範囲内で波長変換素子の温度を調整することにより、整合温度を求めることもできる。
【００８５】
例えば、図４（ａ）に示したように、波長変換素子の温度に対する供給電力値が、整合温度の両側で単調増加あるいは単調減少である場合には、整合温度から離れるように仮設定温度が更新されると仮の整合温度が更新されなくなる。このような場合に整合温度を求める手法としては、例えば、図７に示したアルゴリズムのステップＳ１６において、複数のステップ間で仮の整合温度が更新されなかった場合に、ステップＳ１７に進むようにアルゴリズムを変更することが考えられる。
【００８６】
これにより、整合温度を求めるためのステップ数が少なくなり、波長変換素子１１の温度が安定になるまでの待機時間が低減される。したがって、波長変換素子１１の温度を整合温度に短時間で調整することができ、供給電流値を短時間で最小化することができる。
【００８７】
［第２実施形態］
次に、本発明のレーザ光源装置の第２実施形態を説明する。第２実施形態が第１実施形態と異なる点は、ロールオーバ値を算出する算出部を含んでいる点である。
【００８８】
図８は、第２実施形態のレーザ光源装置２の概略構成を示す模式図である。図８において、第１実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付して示している。第１実施形態と同様の構成要素については、説明を省略する場合がある。
【００８９】
図８に示すように、レーザ光源装置２は算出回路（算出部）２８を含んでいる。本実施形態では、算出回路２８は、制御部１４や温度制御回路１５４とともにコントロールＩＣ２７に組み込まれている。算出回路２８は、制御部１４から光量検出部１３の検出値（光量）と、この検出値に対応する供給電流値とを受け取り、ＩＲＯを算出する。
【００９０】
詳しくは、図３（ａ）に示したように供給電流値がＩＲＯになると、光量が最大になる。すなわち、供給電流値に対する光量の関係を示す特性曲線において、ＩＲＯにおける接線の傾きは０になる。特性曲線の接線をいくつか求めることにより、接点と接線の傾きの関係を求めることができる。したがって、接線の傾きが０になるような接点を求めることにより、ＩＲＯを求めることができる。
【００９１】
具体的には、供給電流値が微小変化したときの光量の変化量は、この供給電流値における接点の接線の傾きに相当する。算出回路２８は、制御部１４から受け取ったデータに基づいて、供給電流量の変化に対する光量の変化量を求め、ＩＲＯを算出するようになっている。算出されたＩＲＯは、制御部１４と特性調整部１５とに出力される。
【００９２】
制御部１４は、ＡＰＣ駆動における供給電流値の上限値を算出回路２８から出力されたＩＲＯ以下の値に設定するようになっている。また、特性調整部１５は、算出回路２８から出力されたＩＲＯ以下の値に上限値を設定し、所定の温度範囲を求めるようになっている。
【００９３】
第２実施形態のレーザ光源装置２にあっては、算出回路２８がロールオーバ値（ＩＲＯ）を算出するので、レーザ光源装置２の使用状態や劣化状態等によるロールオーバ値の変化に対応可能になっている。したがって、ロールオーバ値が変化した場合でもロールオーバ値を超える供給電流値でレーザ光源１０が駆動されることが回避され、レーザ光源装置２を長期間にわたって安定に動作させることができる。
【００９４】
なお、算出部がＩＲＯの算出に用いる供給電流値や光量については、レーザ光源装置２の通常の使用時における値であってもよいし、通常の使用時とは別のＩＲＯを算出するための駆動条件における値であってもよい。例えば、ユーザーの要求に応じて制御部１４がＩＲＯ算出用の駆動条件を設定し、この駆動条件での供給電流値や光量を用いて算出部がＩＲＯを算出するようになっていてもよい。
【００９５】
また、第１、第２実施形態では、特性調整部１５が波長変換素子１１の温度を調整することにより変換効率を調整しているが、例えば特性調整部が波長変換素子１１にひずみを与えることにより変換効率を調整するものであってもよい。
【００９６】
［第３実施形態］
次に、本発明のレーザ光源装置の第３実施形態を説明する。第３実施形態が第１実施形態と異なる点は、特性調整部がレーザ光源の特性を調整することにより供給電力を最小化する点である。
【００９７】
図９は、第３実施形態のレーザ光源装置３の概略構成を示す模式図である。図９において、第１実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付して示している。第１実施形態と同様の構成要素については、説明を省略する場合がある。
【００９８】
図９に示すように、レーザ光源装置３の波長変換素子１１には、第１実施形態の特性調整部１５に代えて温度管理部３５が設けられている。温度管理部３５は、変温部３５１、温度検出部３５２、及び温度調整回路３５３を含んでいる。変温部３５１、温度検出部３５２は、第１実施形態と同様のものである。温度調整回路３５３は、温度検出部３５２から波長変換素子１１の温度を受け取り、波長変換素子１１が一定の温度に保持されるように変温部３５１を駆動する。
【００９９】
レーザ光源１０には、特性調整部３６が設けられている。特性調整部３６は、第１実施形態と同様の構成になっており、変温部３６１、温度検出部３６２、温度調整回路３６３、及び温度制御回路３６４を含んでいる。温度制御回路３６４には、第１実施形態、変形例１、変形例２に示したようなアルゴリズムが組み込まれている。温度制御回路３６４がレーザ光源１０の温度を調整することにより、レーザ光源１０から射出される光の波長（中心波長）が調整される。したがって、波長変換素子１１において変換効率が最大になるような波長の光をレーザ光源１０から射出させることができ、レーザ光源１０の供給電流値を最小化することができる。よって、第１実施形態と同様に、レーザ光源装置３は、低消費電力かつ長寿命になるとともに、使い勝手のよいものになる。
【０１００】
なお、第１〜第３実施形態では、内部共振器と外部共振器とを併用してレーザ発振を生じさせているが、内部共振器のみあるいは外部共振器のみでレーザ発振を生じさせる構成を採用することもできる。例えば、レーザ光源１０が内部共振器によりレーザ発振を生じさせ、レーザ光を射出するものである場合には、共振ミラー１２を省くことができる。
【０１０１】
また、共振ミラー１２としてＶＨＧ等の波長選択素子を用いる場合には、波長選択素子の温度を調整するようにしてもよい。レーザ光源１０や波長変換素子１１に加えて波長選択素子の特性も調整することにより、さらに供給電流値を低減することが可能になる。また、波長変換素子１１の特性を調整するとともにレーザ光源１０の特性も調整するようにしてもよい。
【０１０２】
［プロジェクタ］
次に、本発明のプロジェクタの一実施形態を説明する。図４は、本実施形態のプロジェクタ４を示す概略構成図である。図４に示すように、プロジェクタ４は、レーザ光源装置４１Ｒ、４１Ｇ、４１Ｂ、透過型の液晶ライトバルブ（変調装置）４３Ｒ、４３Ｇ、４３Ｂと、ダイクロイックプリズム４４と、投射光学系４５とを備えている。レーザ光源装置４１Ｒ、４１Ｇ、４１Ｂは、それぞれ赤色光、緑色光、青色光を射出し、射出された各色光は、それぞれ液晶ライトバルブ４３Ｒ、４３Ｇ、４３Ｂに変調される。変調された各色光は、ダイクロイックプリズム４４によって合成され、合成された光は投射光学系４５によって投射される。
【０１０３】
また、本実施形態のプロジェクタ４は、照度均一化光学系４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂを含んでいる。照度均一化光学系４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂは、レーザ光源装置４１Ｒ、４１Ｇ、４１Ｂから射出されたレーザ光の照度分布を均一化する。照度均一化光学系４２Ｒは、ホログラム４２１Ｒとフィールドレンズ４２２Ｒ等により構成されている。照度均一化光学系４２Ｇ、４２Ｂは、照度均一化光学系４２Ｒと同様の構成になっている。
【０１０４】
液晶ライトバルブ４３Ｒ、４３Ｇ、４３Ｂの各々により変調された色光は、ダイクロイックプリズム４４に入射する。ダイクロイックプリズム４４は４つの直角プリズムを貼り合わせて形成され、その内面（直角プリズムの表面）に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に配置されている。３つの色光は、これらの誘電体多層膜によって合成され、カラー画像を表す光になる。合成された光が投射光学系４５によりスクリーンや壁等の被投射面９に拡大投射されることにより、投射画像が表示される。
【０１０５】
本実施形態のプロジェクタ４にあっては、レーザ光源装置４１Ｒ、４１Ｇ、４１Ｂが本発明のレーザ光源装置により構成されているので、低消費電力かつ長寿命のプロジェクタになっている。
【０１０６】
なお、変調装置として透過型の液晶ライトバルブを用いたが、反射型のライトバルブを用いてもよい。また、液晶以外の変調装置、例えばＤＭＤ（登録商標）等を用いてもよい。投射光学系の構成は、使用される変調装置の種類によって適宜変更すればよい。また、色光合成素子としてダイクロイックプリズムを用いているが、この他にも、ダイクロイックミラーをクロス配置とし色光を合成するものや、ダイクロイックミラーを平行に配置し色光を合成するもの等を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】第１実施形態のレーザ光源装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】（ａ）は変換効率の温度依存性、（ｂ）は変換効率の波長依存性の図である。
【図３】（ａ）はＡＰＣの概念図、（ｂ）は供給電流の波形を示す模式図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、供給電流値を最小化する仕組みを示す説明図である。
【図５】供給電流値を最小化するアルゴリズムのフローチャートである。
【図６】変形例１のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図７】変形例２のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図８】第２実施形態のレーザ光源装置の概略構成を示す模式図である。
【図９】第３実施形態のレーザ光源装置の概略構成を示す模式図である。
【図１０】プロジェクタの一実施形態を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１０８】
１、２、３・・・・レーザ光源装置、１０・・・レーザ光源、１１・・・波長変換素子、１２・・・共振ミラー、１３・・・光量検出部、１４・・・制御部、１５、３６・・・特性調整部、２８・・・算出回路（算出部）、４・・・プロジェクタ、４１Ｒ、４１Ｇ、４１Ｂ・・・レーザ光源装置、４３Ｒ、４３Ｇ、４３Ｂ・・・液晶ライトバルブ（変調装置）、４５・・・投射光学系
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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