(57)【要約】【課題】半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の特性を損なうことなく、従来技術に比べて構成が簡単でありながら高い視覚効果が得られる照明装置を提供する。【解決手段】半導体レーザ素子からなる光源１１と、この光源１１の前方に配置され、該光源１１から出射されるレーザ光２１を部分的に透過させて任意の照射面５１に任意の像４２を投影させる媒体４１とを備えることで、装置の小型化が可能であると同時に、従来技術に比べて構成が簡単でありながら半導体レーザ素子から出射されるレーザ光２１の特性を損なうことなく高い視覚効果を得ることができる。【選択図】図１
2008058822.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザ素子からなる光源と、
この光源の前方に配置され、該光源から出射されるレーザ光を部分的に透過させて任意の照射面に任意の像を投影させる媒体とを備えた照明装置。
【請求項２】
前記媒体はフィルム又はシートからなる請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記媒体は複数枚のフィルム又はシートからなり、これら複数枚のフィルム又はシートが前記光源の前方を横切るように移動可能とされた請求項１に記載の照明装置。
【請求項４】
前記レーザ光が部分的に透過する領域の全域又は一部に蛍光材料が配された請求項２又は３に記載の照明装置。
【請求項５】
前記媒体は液晶装置からなる請求項１に記載の照明装置。
【請求項６】
前記媒体は他の媒体と交換可能とされた請求項１乃至５のいずれか一つに記載の照明装置。
【請求項７】
前記光源は相互に波長が同一の複数個の半導体レーザ素子又は相互に波長が異なる複数個の半導体レーザ素子から構成され、これら複数個の半導体レーザ素子から出射される複数本のレーザ光を１本のレーザ光に合成するレーザ光合成手段を備えた請求項１乃至６のいずれか一つに記載の照明装置。
【請求項８】
前記光源と前記媒体との間にレーザ光を拡散させる拡散部が設けられた請求項１乃至７のいずれか一つに記載の照明装置。
【請求項９】
前記光源と前記媒体との間にレーザ光を受けて励起発光する発光部が設けられた請求項１乃至７のいずれか一つに記載の照明装置。
【請求項１０】
前記媒体と前記照射面との間に拡散レンズが移動可能に配設された請求項１乃至９のいずれか一つに記載の照明装置。
【請求項１１】
前記光源と前記媒体との間にビーム調整部が設けられた請求項１乃至１０のいずれか一つに記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、任意の像を照射面に投影させる半導体レーザによる照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日では、光応用デバイスの中でも高いエネルギーを有するレーザを用いた技術が、広い分野で利用されている。特に、半導体レーザは近年の改良によって小型軽量化及び高性能化されたことから、例えば、通信機器や工作機器等の産業機器としてだけでなく音楽及び映像用の記録再生機器等の多くの娯楽機器としても普及している。
【０００３】
しかしながら、この半導体レーザ光（以下、単にレーザ光という）は、半導体レーザの個々の素子から出射されたままの状態で汎用機器に用いるには不利な性質をもつ。その代表的な性質として、レーザ光は位相が整った単一な波長であるためにコヒーレンス性を有することが挙げられる。例えば、半導体レーザ素子からこのレーザ光が出射されると、照射された箇所は、レーザ光のコヒーレンス性によってこの照射箇所を不明瞭にする干渉縞が生じることもあって、照明装置として用いるには不適当となる。
【０００４】
また、他種のレーザ素子と異なった性質として、半導体レーザ素子特有の構造が要因となって、広がりをもった楕円形状のビームを発する性質がある。このような楕円形状のビームを照明装置に使用した場合、照射された範囲においては輝度に斑が生じて不鮮明な光となる。
【０００５】
したがって、レーザ光を照明装置として使用する場合は、これらの特性を考慮した上で、照明装置の用途に適したものにする必要がある。
【０００６】
ところで、従来、光源に半導体レーザ素子を用いたものとして、特開２００３−２４８２７０号公報（特許文献１）に記載のものが知られている。この、特許文献１に記載の照明装置は、複数箇所に反射ミラーを設置することで、限られたスペースにおいて効率良くレーザ光を伝達する構造としたものである。以下、図１２を参照して説明する。
【０００７】
図１２は、光源に半導体レーザによる照射装置を用いたプロジェクションディスプレイ装置の概略構成図を示す平面図である。
【０００８】
特許文献１に記載の照射装置には、半導体レーザ素子１１２をアレイ構造とした光源１１１と、半導体レーザ素子１１２から出射されたレーザ光１２１を平行光１２２に変換するコリメーティングレンズアレイ１３１とが間隔を空けて配置されている。このコリメーティングレンズアレイ１３１が有する個々のレンズは、個々の半導体レーザ素子１１２から出射したレーザ光１２１が入射する位置に対応してアレイ構造として配置されている。さらに、コリメーティングレンズアレイ１３１を透過して平行光１２２となった光の進行方向には、先ず１次集束レンズ（フレネルレンズ）１３２、次いで反射ミラー１３３の順に配置されている。平行光１２２が１次集束レンズ１３２を透過して後に反射ミラー１３３で反射することにより、反射光１２３は逆向きに方向転換して直進する。そして、この反射光１２３の進行方向に２次集光レンズ１３４が配置されており、この２次集光レンズ１３４で集束された集束光１２４は光ファイバ１３５に入射する。さらに、像を投影するために適した光に変換する光学機器へと伝達される。
【０００９】
上記した半導体レーザの個々の素子１１２から発せられた楕円形状のレーザ光１２１は、コリメーティングレンズアレイ１３１を透過する際に平行光１２２に変換される。そして、この平行光１２２は１次集束レンズ１３２によって反射ミラー１３３に集束する。このとき、１次集光レンズ１３２と反射ミラー１３３間の距離ｔを変更することによって、１次集光レンズ１３２の焦点距離の調節が可能となる。
【００１０】
そして、反射ミラー１３３で方向変換した反射光１２３は、再度、１次集束レンズ１３２を透過した後に２次集束レンズ１３４で集束されて、集束光１２４として光ファイバ１３５に入射する。この集束光１２４は、光ファイバ１３５により別ユニットが有する各種光学機器に伝達されてから、さらに投影に適する光として変換して、投影する目的の像を形成した媒体を照射面に投影する。
【００１１】
このようにして、特許文献１に記載の照明装置では、半導体レーザ素子１１２から出射されたレーザ光１２１は、各種レンズ１３１、１３２、１３４や反射ミラー１３３などの数種の光学機器によって光路の限定及び光の強度が高められることで、照射位置に伝達される。
【特許文献１】特開２００３−２４８２７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１に記載の従来技術においては、ビーム形状の矯正及び光の強度を高める光学機器を選定するとともに、限定された範囲においてレーザ光を効率良く伝達する光学機器の設置を考慮して装置が構成されている。
【００１３】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、各種レンズ１３１、１３２、１３４や反射ミラー１３３などでレーザ光を照明装置に適合した光に変えるべく何段階にも亘ってレーザ光１２１のビーム形状を変換させなければならない。
【００１４】
さらに、レーザ光１２１が、照射するために必要な強度を損なうことなく照射位置に伝達されるためには、このレーザ光１２１が各光学機器１３１、１３２、１３３、１３４に入射あるいは出射する位置を精密に調整することも必要となる。そのため、従来の装置では小型軽量化とともに高性能化されるまでには至っていない。
【００１５】
また、この従来技術においては、部品点数が多いため、小型軽量化や製造コストの削減は望めない。
【００１６】
そこで、本発明は、半導体レーザ素子を光源とした照明装置において、半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の特性を損なうことなく、従来技術に比べて構成が簡単でありながら高い視覚効果が得られる照明装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するため、本発明に係る半導体レーザによる照明装置は、半導体レーザ素子からなる光源と、この光源の前方に配置され、該光源から出射されるレーザ光を部分的に透過させて任意の照射面に任意の像を投影させる媒体とを備えたことを特徴とするものである。
【００１８】
この発明によれば、半導体レーザ素子を用いることで照明装置の小型化を図ることが可能となり、しかも、指向性をもつレーザ光で媒体を照射することによって、照射面に任意の像を鮮明なコントラストで投影させることができる。
【００１９】
また、前記媒体はフィルム又はシートからなるものであってもよい。
【００２０】
この場合、任意の像を容易に描くことができ、好みのデザインのものを容易に準備することができる。
【００２１】
また、前記媒体は複数枚のフィルム又はシートからなり、これら複数枚のフィルム又はシートが前記光源の前方を横切るように移動可能とされていてもよい。
【００２２】
この場合、複数枚のフィルム又はシートに異なるパターンの像を描いたときには、照射面に異なる像を次々と投影することができ、また一連の動画をコマ割した像を描いたときには、照射面に動画を投影することができる。
【００２３】
また、前記フィルム又はシートには、レーザ光が部分的に透過する領域の全域又は一部に蛍光材料が配されていてもよい。
【００２４】
この場合、レーザ光を受けて蛍光材料が励起発光し、その光による像が照射面に投影され、しかも任意の発光色の蛍光材料を選択することで任意の色彩の像を照射面に投影することができる。
【００２５】
また、前記媒体は液晶装置からなってもよい。
【００２６】
この場合、媒体の取扱いが容易で、さらに多様な静止画像を次々と投影したり、動画像を投影したりすることが可能となり、液晶装置の有する長所を生かして投影することができる。
【００２７】
また、前記媒体は他の媒体と交換可能とされてもよい。
【００２８】
この場合、各媒体の長所を考慮したうえで媒体を選択することが可能となる。
【００２９】
また、前記光源は相互に波長が同一の複数個の半導体レーザ素子又は相互に波長が異なる複数個の半導体レーザ素子から構成され、これら複数個の半導体レーザ素子から出射される複数本のレーザ光を１本のレーザ光に合成するレーザ光合成手段を備えていてもよい。
【００３０】
この場合、複数本のレーザ光がレーザ光合成手段によって重ね合わされることで、一本の強いレーザ光となって鮮明な像を照射面に投影することができる。また、相互に波長が異なる複数個の半導体レーザ素子を用いたときは、一つの色相を有する高強度のレーザ光となり、色彩豊かな像を照射面に投影することができる。
【００３１】
また、前記光源と前記媒体との間にレーザ光を拡散させる拡散部が設けられていてもよい。
【００３２】
この場合、レーザ光がこの拡散部を透過することにより、レーザ光特有のコヒーレンス性が改善されるので、媒体に描かれた像が照射面に鮮明に投影される。
【００３３】
また、前記光源と前記媒体との間にレーザ光を受けて励起発光する発光部が設けられていてもよい。
【００３４】
この場合、発光部の発光色をレーザ光の色と異なるものを選択すれば、レーザ光の色とは異なる色の像を照射面に投影することができる。
【００３５】
また、前記媒体と前記照射面との間に拡散レンズが移動可能に配設されていてもよい。
【００３６】
この場合、照射面に投影される像の大きさを変化させることができる。
【００３７】
また、前記光源と前記媒体との間にビーム調整部が設けられていてもよい。
【００３８】
この場合、ビーム調整部によりレーザ光のビーム形状を任意の形状に変化させることができる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明は、半導体レーザ素子を光源としているため、装置の小型化が可能であると同時に、従来技術に比べて構成が簡単でありながら半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の特性を損なうことなく高い視覚効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図１２を参照して説明する。
【００４１】
＜実施形態１＞
以下、本発明の実施形態１について図１を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態１に係る照明装置の概略構成を示す模式図である。
【００４２】
本実施形態に係る照明装置は、半導体レーザ素子からなる光源１１と、この光源１１の前方に配置され、光源１１から出射されるレーザ光２１を部分的に透過させて任意の照射面５１に任意の像を投影させる媒体４１としてのフィルム又はシート３１とを備えたものである。
【００４３】
上記半導体レーザ素子としては、これまで、光メディアの記録・再生や、複写機、レーザプリンタ、あるいは通信分野での信号送信用に用いられてきた半導体レーザ素子をそのまま流用することができる。
【００４４】
上記フィルム３１は、全体が透明であり、その上に、図示例では２本の平行線４３、４４とその間に配された「あ」の文字４６とからなる像がレーザ光を遮光する黒色で描かれている。これらの図形及び文字は、フィルム３１に塗料を塗布することにより描いてもよく、あるいは、遮光性シートからなる切片をフィルム３１上に貼付することにより描いてもよい。このようになるフィルム３１にレーザ光２１を照射すると、レーザ光２１の照射領域４９のうち黒色の部分、すなわち上記２本の平行線４３、４４と「あ」の文字４６の部分においてレーザ光２１が遮光され、その結果、照射面５１には上記２本の平行線４３、４４と「あ」の文字４６がそれぞれ投影されることになる。
【００４５】
なお、本実施形態ではフィルムを媒体４１として用いたが、シートであってもよい。また、フィルム、シートのいずれであっても、透光性を有していれば、無色である必要はなく、着色されているものでもよい。さらに、媒体４１としてはこれらフィルムやシートに代えて合成樹脂製薄板やガラスを用いることもできる。
【００４６】
照射面５１としては、白色系の布地に光を拡散させる表面処理が施されたスクリーンを使用することができる。また、スクリーンに限らず、例えば建物の外壁面や室内の内壁面も照射面５１とすることができる。
【００４７】
＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２について図２を参照して説明する。図２は、本発明の実施形態２に係る照明装置の概略構成を示す模式図である。
【００４８】
尚、本実施形態においては、上記実施形態１と同一構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。本実施形態は、上記実施形態１の媒体４１が異なるだけであるので、以下、この相違点についてのみ説明する。
【００４９】
本実施形態では、媒体４１として、それぞれ異なるパターンの像が形成された複数枚の透光性のフィルム又はシート３１、４８が使用される。これらフィルム又はシート３１、４８は、取り外し可能なホルダー３９に個々に設置される。
【００５０】
このホルダー３９に設置されたフィルム又はシート３１は、操作者により他のフィルム又はシート４８と手作業によって交換される。図示例では、２本の平行線４３、４４と「あ」の文字４６が黒色で描かれたフィルムと、２本の平行線と「い」の文字４７が黒色で描かれたフィルムの２枚のフィルムが用意されており、これらのうち「あ」の文字４６が描かれた方のフィルムがホルダー３９に設置され、照射面５１には２本の平行線４３、４４と「あ」の文字４６とが投影されている。ここで、もう一方の像を投影したければ、ホルダー３９から「あ」の文字４６が描かれたフィルムを取り外した後、「い」の文字４７が描かれたフィルム４８と交換する。このように、操作者は、複数枚のフィルム又はシート３１、４８から投影したい方の像が描かれているフィルム又はシート３１を選択して効率良く投影することができる。
【００５１】
＜実施形態３＞
次に、本発明の実施形態３について図３(ａ)、（ｂ）を参照して説明する。図３（ａ）、（ｂ）は本発明の実施形態３に係る照明装置の概略構成を示す模式図であり、同図(ａ)はフィルム又はシートに異なるパターンの像を直線状に配列した場合、また、同図(ｂ)はフィルム又はシートに異なるパターンの像を円周状に配列した場合を示す。
【００５２】
尚、本実施形態においては、上記実施形態１と同一構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。本実施形態は、上記実施形態１の媒体４１が異なるだけであるので、この相違点についてのみ説明する。
【００５３】
本実施形態では、図３(ａ)に示すように媒体４１として、一枚の帯状の透光性フィルム又はシート３１に連続するパターンの像を直線状に配列したものを使用する。図示例では、帯状のフィルム又はシート３１には二本の平行線４３、４４とともに、順番に「Ｘ」、「あ」、「い」の文字４５、４６、４７が黒色で描かれている。そして、操作者により、このフィルム又はシート３１はホルダー３９に設置されて、一定の速度で長手方向の一方向に動かされる。これにより、光源１１を横切って投影された複数パターンの像は、平行線４３、４４はそれぞれが一本の連続した直線になり、「Ｘ」、「あ」、「い」の文字４５、４６、４７は一連の動画として見ることができる。
【００５４】
また、この帯状のフィルム又はシート３１の長さを長くすれば、多数のパターンの像をこのフィルム又はシート３１上に描くことができるので、長編の映像５２として投影することができる。
【００５５】
本実施形態に係る図３(ｂ)に示す場合では、媒体４１として、円形状の透光性フィルム又はシート３１に連続するパターンの像を円周状に配列したものを使用する。図示例では、二本の平行線４３、４４とともに「Ｘ」、「あ」、「い」の文字４５、４６、４７の順番で円周状に黒色で描かれている。そして、この円形状のフィルム又はシート３１をフオルダー３９において中心を固定して、操作者により一定速度でこのフィルム又はシート３１を回転させることで、平行線４３、４４及び「Ｘ」、「あ」、「い」の文字４５、４６、４７が一連の動画として投影される。
【００５６】
このフィルム又はシート３１を円形状にした場合では、このフィルム又はシート３１の取扱いが容易になる。
【００５７】
図３（ａ）、（ｂ）に示すいずれの場合も、簡易的に映画やアニメーションなどを投影することができて、業務用だけでなく家庭用の映写機として利用することができる。
【００５８】
＜実施形態４＞
次に、本発明の実施形態４について、図４を参照して説明する。図４は、本発明の実施形態４に係る照明装置の概略構成を示す模式図である。
【００５９】
尚、本実施形態においては、上記実施形態１と同一構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。本実施形態は、上記実施形態１の媒体４１が異なるだけであるので、この相違点についてのみ説明する。
本実施形態に係る照明装置は、媒体４１となるフィルム又はシート３１は、レーザ光２１が部分的に透過する領域の全域又は一部が蛍光材料で塗布されている。
図示例においては、一枚の透光性を有したフィルム又はシート３１上に蛍光材料で「あ」の文字４６が描かれている。そして、このフィルム又はシート３１がレーザ光２１で照射されることで蛍光材料が励起して、「あ」の文字４６はこの蛍光材料に含有されている顔料固有の色彩で発光して照射面５１に投影される。
【００６０】
この蛍光材料は、短い波長のレーザ光を吸収することで即座に励起状態となって、長い波長スペクトル光を発光する。特に、青色あるいは黄色のスペクトル成分をもつレーザ光は吸収され易く、強い光を発光することから、光源１１には青色あるいは黄色の光を出射する半導体レーザ素子を使用すると、「あ」の文字４６は効果的に励起発光する。また、この蛍光材料の顔料に黄緑色を含ませたものを使用することで、「あ」の文字４６は人の眼の反応に効果的な輝度の高い黄緑色の光を発光していずれの方向から見ても認識し易くなる。
【００６１】
＜実施形態５＞
次に、本発明の実施形態５について、図５を参照して説明する。図５は、(ａ)に本発明の実施形態５に係る照明装置の概略構成を示す模式図であり、（ｂ）は電圧を印加していない場合の液晶装置の分解斜視図、（ｃ）は電圧を印加した場合の液晶装置の分解斜視図である。
【００６２】
尚、本実施形態においては、上記実施形態１と同一構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。本実施形態は、上記実施形態１の媒体４１が異なるだけであるので、この相違点についてのみ説明する。
【００６３】
本実施形態では、図５（ａ）に示す通りに、媒体４１を液晶装置３２として、この液晶装置３２に表示された画像４２は、レーザ光２１で照射されることで照射面５１に投影される。
この液晶装置３２は、外部から印加した電圧を制御することで、照射したレーザ光２１が透過する部分と遮光される部分とが作られて、画像４２が液晶装置３２に表示される。
この液晶装置３２を用いる長所として、様々な大きさの画面を形成して薄型軽量化することができる。これにより取扱いが容易となる。
また、多種類の色彩が使用可能であるため、図示例に示した花の画像４２等の精細な配色の静止画像を次々と投影することができるとともに、電圧制御することで次々に動画像としても投影することができる。
【００６４】
次に、図５の(ｂ)、（ｃ）に、上記液晶装置３２に形成した画像４２を投影する仕組みについて説明する。
【００６５】
図５（ｂ）に示す液晶装置３２を構成する液晶６１は、液晶分子６２が配向膜６３に両側面を挟まれて形成されている。液晶装置３２は、この配向膜６３で挟まれた液晶６１の両側面を透明電極６４、ガラス層６５、１次及び２次偏光フィルタ６６、６７の順番に層状に挟んで構成される。この１次及び２次偏光フィルタ６６、６７は、互いに直交した偏光方向で液晶装置３２の両面に配されている。
【００６６】
液晶装置３２に電圧が印加されていないときは、図示例の通りに液晶分子６２は捩れた配列をしており、この液晶装置３２にレーザ光２１が照射されると、１次偏光フィルタ６６で偏光されたレーザ光２１はこの捩れた液晶分子６２によってさらに偏光されて、２次偏光フィルタを透過することができる。指向性の強いこのレーザ光２１は、このように液晶装置３２内で偏光されても、減衰することなく液晶装置３２外部にレーザ光２１を透過させることができる。
【００６７】
図５（ｃ）に示す液晶装置３２では、電圧６８を印加することで液晶分子６２は配向膜６３に垂直方向に配向して直線状に整列する。液晶装置３２にレーザ光２１が照射されると、１次偏光フィルタ６６で偏光されたレーザ光２１は液晶６１内の直線状に整列した液晶分子６２の間を透過するが、２次偏光フィルタ６７で遮光される。
【００６８】
このようにして、液晶装置３２の表示単位毎に電圧制御可能にすることで、レーザ光２１が部分的に透過されることあるいは遮光されることが可能となり、スイッチの切り替えのみで多様な静止画像または動画像が投影される。
【００６９】
また、液晶を利用した携帯電話やディジタルカメラ等の携帯機器を媒体４１として照射可能な構造にすることで、誰でもが個人で取得している画像４２を手軽に投影することができる。
【００７０】
＜実施形態６＞
次に、本発明の実施形態６について図６を参照して説明する。図６は、本発明の実施形態６に係る照明装置の概略構成を示す模式図である。
【００７１】
尚、本実施形態においては、上記実施形態１と同一構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。本実施形態は、上記実施形態１の光源１１が異なるだけであるので、この相違点についてのみ説明する。
【００７２】
本実施形態に係る照明装置では、光源１１は波長が同一の複数個の半導体レーザ素子で構成されて、それぞれ異なる位置に半導体レーザ素子を設置する。それぞれの半導体レーザ素子から出射された複数本のレーザ光２１はレーザ光合成手段３３によって一本のビームに合成されて、このレーザ光２１で媒体４１を照射する。
【００７３】
この場合、レーザ光合成手段３３にはミラーかレンズのいずれかを使用して、ミラーによる光の反射を利用するか、あるいはレンズを透過した際の光の屈折を利用して光を合成する。
【００７４】
このようなレーザ光合成手段３３の作用により、複数本のビームが重ね合わされることでレーザ光２１の強度が上がる。そして、図示例で液晶装置３２に表示された花の画像４２は、鮮やかな映像５２となって照射面５１上に投影される。
【００７５】
なお、このときの媒体４１は上記した液晶装置３２だけでなく、実施形態１から４に記載したフィルム又はシート３１を用いたいずれものを使用してもよい。また、これらの媒体４１を交換して、用途に適した投影をすることができる。
【００７６】
＜実施形態７＞
次に、本発明の実施形態７について図７を参照して説明する。図７は、本発明の実施形態７に係る照明装置の概略構成を示す模式図である。
【００７７】
尚、本実施形態においては、上記実施形態１と同一構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。本実施形態では、上記実施形態１の光源１１が異なるだけであるので、この相違点についてのみ説明する。
【００７８】
本実施形態に係る照明装置では、光源１１は複数個の相互に波長の異なる半導体レーザ素子で構成されて、これら半導体レーザ素子をそれぞれ異なる位置に設置する。そして、これら波長の異なる半導体レーザ素子は、それぞれの素子がもつ波長により固有の色に発光する。これら複数本の異なる色のレーザ光２１はレーザ光合成手段３３によって合成されることで、これら個々の半導体レーザ素子２１が発光した光とはさらに異なった色で発光する。
【００７９】
本実施形態の場合は、これらの半導体レーザ素子にＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の各色を発光するものを使用し、レーザ光合成手段３３としてプリズムを設置する。このプリズム（レーザ光合成手段）３３を透過する際に、３色のレーザ光はそれぞれの光の強度を変えて重ね合わせることで、その重ね合わされた強度に応じた固有の発色をする１本のレーザ光２１となる。図示例の液晶装置３２は、この一本のレーザ光２１により照射されることで、固有の発色した強い光で映像５２が投影される。
【００８０】
さらに、これらＲ、Ｇ、Ｂを同じレーザ光２１の強度で重ね合わせると、各レーザ光２１の全ての強度を重ね合わせた強い白色のレーザ光２１を発光し、明度と輝度を増したレーザ光２１となって映像５２が投影される。
【００８１】
なお、このときの媒体４１は上記した液晶装置３２だけでなく、実施形態１から４に記載したフィルム又はシート３１を用いたいずれものを使用してもよい。また、これらの媒体４１を交換して、用途に適した投影をすることができる。
【００８２】
＜実施形態８＞
次に、本発明の実施形態８について図８を参照して説明する。図８は、本発明の実施形態８に係る照明装置の概略構成を示す模式図である。
【００８３】
尚、本実施形態においては、上記実施形態１と同一構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。本実施形態は、上記実施形態１のレーザ光２１を変化させる器具を付加するだけであるので、この相違点についてのみ説明する。
【００８４】
本実施形態では、光源１１と媒体４１の間でレーザ光２１を拡散させる拡散部３５を設けることで、この拡散部３５を透過したレーザ光２１により媒体４１が投影される。レーザ光２１はこの拡散部３５を透過することによって、光が拡散させられてレーザ光特有のコーヒレント性を改善することができる。
【００８５】
図示例では、拡散部３５を透過したレーザ光２１は、光が拡散して液晶装置３２に表示された花の画像４２領域に均一な強度で照射する。そして、照射面５１に投影された映像５２は、何れの方向からも均一した明るさの映像５２として見ることができる。
【００８６】
この拡散部３５は、透光性の樹脂プレート表面に梨地処理を施すか、あるいは極小な拡散用粒子を塗布することで形成することができる。あるいは、すりガラスを使用してもよい。
【００８７】
本実施形態に係る照明装置は、これらの簡易な器具によって不明瞭な光の要因となるコヒーレンス性を低減して、映像５２を鮮明に投影することができる。
【００８８】
なお、このときの媒体４１は上記した液晶装置３２だけでなく、実施形態１から４に記載したフィルム又はシート３１を用いたいずれものを使用してもよい。また、これらの媒体４１を交換して、用途に適した投影をすることができる。
＜実施形態９＞
次に、本発明の実施形態９について図９を参照して説明する。図９は、本発明の実施形態９に係る照明装置の概略構成を示す模式図である。
【００８９】
尚、本実施形態においては、上記実施形態１と同一構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。本実施形態は、上記実施形態１の光源１１のレーザ光２１を変化させる器具がされるだけであるので、この相違点についてのみ説明する。
【００９０】
本実施形態に係る照明装置は、光源１１と媒体４１との間に発光部３６を設けることで、半導体レーザ素子から出射されたレーザ光２１は、発光部３６を透過する際に励起発光して、そのレーザ光２１により媒体４１が照射される。そして、この輝度を増したレーザ光２１により、媒体４１はより鮮明に照射面５１に投影される。
【００９１】
この発光部３６は、例えば、透光性の樹脂プレートに蛍光材料を塗布して形成される。この蛍光材料については、実施形態４で記載した通りに、高いエネルギーのレーザ光２１を吸収することで発光強度の高い光を発光する。それで、光源１１に青色又は黄色の発光する半導体レーザ素子を使用し、発光部３６はプレートに黄緑色の顔料を含む蛍光材料で塗布することで、発光強度の高い黄緑色が施されたレーザ光２１を発光することができる。これにより、液晶装置３２に表示された花の画像４２に施された色彩にレーザ光２１の黄緑色が加わって、異なった色の画像５２が照射面５１に投影される。
【００９２】
なお、このときの媒体４１は上記した液晶装置３２だけでなく、実施形態１から４に記載したフィルム又はシート３１を用いたいずれものを使用してもよい。また、これらの媒体４１を交換して、用途に適した投影をすることができる。
【００９３】
＜実施形態１０＞
次に、本発明の実施形態１０について図１０を参照して説明する。図１０は、本発明の実施形態１０に係る照明装置の概略構成を示す模式図である。
【００９４】
尚、本実施形態においては、上記実施形態１と同一構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。本実施形態は、上記実施形態１の光源１１のレーザ光２１を変化させる器具が付加されるだけであるので、この相違点についてのみ説明する。
【００９５】
本実施形態に係る照明装置は、媒体４１と照射面５１との間に移動可能な拡散レンズ３７が配設されている。この拡散レンズ３７によって、投影された映像５２を任意の大きさに変化させることができる。
【００９６】
図示例では、光源１１から出射されたレーザ光２１は、フィルム又はシート３１に描かれた「あ」の文字４６を照射してからこの拡散レンズ３７を透過することで、拡大された「あ」の文字４６が照射面５１に投影される。このとき、フィルム又はシート３１に描かれた「あ」の文字４６に近づけて拡散レンズ３７を配設することで、拡大された「あ」の文字４６が照射面５１に投影される。
【００９７】
また、この拡散レンズ３７をフィルム又はシート３１に描かれた「あ」の文字４６から遠ざけて配設すると、「あ」の文字４６は縮小されて照射面５１に投影される。このように、この拡散レンズ３７を任意に移動させることで、媒体４１と照射面５２間の距離に応じて大きさを変化させた映像５２を照射面５１に投影させることができる。
【００９８】
なお、このときの媒体４１は上記したフィルム又はシート３１だけでなく、液晶装置３２を用いたものであってもよい。実施形態１から５に記載したいずれのものでも使用することができる。また、これらの媒体４１を交換して、用途に適した投影をすることができる。
【００９９】
＜実施形態１１＞
次に、本発明の実施形態１１について図１１を参照して説明する。図１１は、本発明の実施形態１１に係る照明装置の概略構成を示す模式図である。
【０１００】
尚、本実施形態においては、上記実施形態１と同一構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。本実施形態は、上記実施形態１の光源１１のレーザ光２１を変化させる器具が付加されるだけであるので、この相違点についてのみ説明する。
【０１０１】
本実施形態に係る照明装置は、光源１１と媒体４１の間に、レーザ光２１のビーム形状を任意の形状するビーム調整部３８を設置する。このビーム調整部３８には、簡易なものとしてピンホール3４を施した部品や、ビームの形状の変化だけでなく機能を拡大する光学機器として、例えば、ビームシェイパーやシリンドリカルレンズ等を使用する。
【０１０２】
図示例では、簡易なものとしてピンホール３４を施した部品をビーム調整部３８として用いて、レーザ光２１はこのピンホール３４を通過したレーザ光２１でフィルム又はシート３１を照射する。レーザ光２１を照射した際に、このピンホール３４を通過することができないレーザ光２１もあり、照射するレーザ光２１の光量は減少して多少強度が弱められる。しかし、このレーザ光２１は回折する作用があるため、ピンホール３４を通過するとこのピンホール３４を包囲するように広がったレーザ光２１により、「あ」の文字４６は柔らかい光で投影される。
【０１０３】
このように、簡易な器具によって、ビーム形状を変えるとともに新たな照明効果をもたらすことができる。
【０１０４】
次に、光学機器であるビームシェイパー（図示省略）使用した場合は、この装置にレーザ光を透過することで、レーザ光２１特有のビーム形状を任意のビーム形状に変えることができる。例えば、レーザ光２１特有の楕円形のビーム形状を真円形状に変えることで、映像５２は実物形状の比率で投影される。さらに、多機能のビームシェイパーを使用すると、レーザ光２１に装飾することも可能となる。例えば、カラーフィルタが内蔵されているものであればレーザ光２１に色彩を施して、任意の形状に変化させたビーム形状で機能を組み合わせて投影することもできる。
【０１０５】
また、シリンドリカルレンズ（図示省略）を使用した場合も、ビームの形状を変更することができる。このシリンドリカルレンズでは、意図的に投影する画像の縦横比を変更して、人の視界を包み込む大きさに投影する場合に使用する。
【０１０６】
したがって、上記したいずれの場合のビーム調整部３８を使用することでも、多種の光学機器を使用することなく、多様なビーム形状を作成することが可能となる。例えば、アミューズメントパーク等の催事において、演出効果を出す際の照明装置として用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明の半導体レーザによる照明装置は、会議及びプレゼンテーションで用いるプロジェクター、ポインター等をはじめとして、コンサートや映画館等の娯楽施設において映写機に利用することや、屋外での大規模な催事の演出用照明機器として広い用途において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明の実施形態１に係る照明装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態２に係る照明装置の概略構成を示す模式図である。
【図３】本発明の実施形態３に係る照明装置の概略構成を示す模式図であり、図(ａ)はフィルム又はシートに異なるパターンの像を直線状に配列した場合、図(ｂ)はフィルム又はシートに異なるパターンの像を円周状に配列した場合を示す。
【図４】本発明の実施形態４に係る照明装置の概略構成を示す模式図である。
【図５】(ａ)は本発明の実施形態５に係る照明装置の概略構成を示す模式図であり、（ｂ）は電圧を印加していない場合の液晶装置の分解斜視図、（ｃ）は電圧を印加した場合の液晶装置の分解斜視図である。
【図６】本発明の実施形態６に係る照明装置の概略構成を示す模式図である。
【図７】本発明の実施形態７に係る照明装置の概略構成を示す模式図である。
【図８】本発明の実施形態８に係る照明装置の概略構成を示す模式図である。
【図９】本発明の実施形態９に係る照明装置の概略構成を示す模式図である。
【図１０】本発明の実施形態１０に係る照明装置の概略構成を示す模式図である。
【図１１】本発明の実施形態１１に係る照明装置の概略構成を示す模式図である。
【図１２】従来の照射装置を用いたプロジェクションディスプレイ装置の概略構成図を示す平面図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１１  光源
２１  レーザ光
３１  フィルム又はシート
３２  液晶装置
３３  レーザ光合成手段
３５  拡散部
３６  発光部
３７  拡散レンズ
３８  ビーム調整部
４１  媒体
４２  画像
５１  照射面
【図１】
2008058822.tif 000003
【図２】
2008058822.tif 000004
【図３】
2008058822.tif 000005
【図４】
2008058822.tif 000006
【図５】
2008058822.tif 000007
【図６】
2008058822.tif 000008
【図７】
2008058822.tif 000009
【図８】
2008058822.tif 000010
【図９】
2008058822.tif 000011
【図１０】
2008058822.tif 000012
【図１１】
2008058822.tif 000013
【図１２】
2008058822.tif 000014