(57)【要約】【課題】波長変換素子により波長変換を行い、簡易な構成により的確な光量制御を行うことが可能な照明装置等を提供すること。【解決手段】ビーム光を供給する光源部１１と、光源部１１からのビーム光の波長を変換する波長変換素子であるＳＨＧ素子１２と、ＳＨＧ素子１２からの光を回折させる回折光学素子１３と、を有し、光源部１１は、回折光学素子１３で回折した光のうち照明対象Ｉの方向以外の方向へ進行する光を検出する光検出部１５による検出結果に応じて光量が調整されたビーム光を供給する。【選択図】図１
2007148220.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビーム光を供給する光源部と、
前記光源部からの前記ビーム光の波長を変換する波長変換素子と、
前記波長変換素子からの光を回折させる回折光学素子と、を有し、
前記光源部は、前記回折光学素子で回折した光のうち照明対象の方向以外の方向へ進行
する光を検出する光検出部による検出結果に応じて光量が調整された前記ビーム光を供給
することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記光検出部は、前記回折光学素子からのゼロ次回折光を検出することを特徴とする請
求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記光検出部は、前記回折光学素子からの高次回折光を検出することを特徴とする請求
項１に記載の照明装置。
【請求項４】
前記回折光学素子は、前記波長変換素子から出射された同色かつ複数の前記ビーム光を
それぞれ分岐させ、
前記光源部は、前記光検出部による検出結果に応じて一括して光量が調整された同色か
つ複数の前記ビーム光を供給することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の
照明装置。
【請求項５】
前記光源部は、前記光検出部による検出結果に応じてピーク電流値が調整されたパルス
電流に応じて前記ビーム光を供給することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記
載の照明装置。
【請求項６】
前記光源部は、前記光検出部による検出結果に応じてパルス幅が調整されたパルス電流
に応じて前記ビーム光を供給することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の
照明装置。
【請求項７】
前記光源部は、前記光検出部による検出結果に応じて周波数が調整されたパルス電流に
応じて前記ビーム光を供給することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の照
明装置。
【請求項８】
前記波長変換素子の温度を制御する温度制御部を有し、
前記光源部は、前記波長変換素子の温度が所定の範囲内である場合に、前記光検出部に
よる検出結果に応じて光量が調整された前記ビーム光を供給し、前記波長変換素子の温度
が所定の範囲以外である場合に、前記光検出部による検出結果に応じた光量の調整が停止
された前記ビーム光を供給することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の照
明装置。
【請求項９】
前記光源部は、前記光検出部による検出結果に応じて光量がフィードバック制御された
前記ビーム光を供給することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の照明装置
。
【請求項１０】
前記パルス電流の前記ピーク電流値、前記パルス幅、又は前記周波数の補正値が予め設
定され、
前記光源部は、前記光検出部による検出結果に応じた前記補正値を用いて前記ピーク電
流値、前記パルス幅、又は前記周波数が調整された前記パルス電流に応じて前記ビーム光
を供給することを特徴とする請求項５〜８のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項１１】
ビーム光を供給するビーム光供給工程と、
前記ビーム光の波長を変換する波長変換工程と、
前記波長変換工程において波長が変換された光を回折させる回折工程と、
前記回折工程において回折された光のうち、照明対象の方向以外の方向へ進行する光を
検出する光検出工程と、
前記光検出工程における検出結果に応じてパルス電流のピーク電流値を調整するピーク
電流値調整工程と、を含み、
前記ビーム光供給工程では、前記ピーク電流値調整工程において前記ピーク電流値が調
整された前記パルス電流に応じて前記ビーム光を供給することを特徴とする照明装置の制
御方法。
【請求項１２】
ビーム光を供給するビーム光供給工程と、
前記ビーム光の波長を変換する波長変換工程と、
前記波長変換工程において波長が変換された光を回折させる回折工程と、
前記回折工程において回折された光のうち、照明対象の方向以外の方向へ進行する光を
検出する光検出工程と、
前記光検出工程における検出結果に応じてパルス電流のパルス幅を調整するパルス幅調
整工程と、を含み、
前記ビーム光供給工程では、前記パルス幅調整工程において前記パルス幅が調整された
前記パルス電流に応じて前記ビーム光を供給することを特徴とする照明装置の制御方法。
【請求項１３】
ビーム光を供給するビーム光供給工程と、
前記ビーム光の波長を変換する波長変換工程と、
前記波長変換工程において波長が変換された光を回折させる回折工程と、
前記回折工程において回折された光のうち、照明対象の方向以外の方向へ進行する光を
検出する光検出工程と、
前記光検出工程における検出結果に応じてパルス電流の周波数を調整する周波数調整工
程と、を含み、
前記ビーム光供給工程では、前記周波数調整工程において前記周波数が調整された前記
パルス電流に応じて前記ビーム光を供給することを特徴とする照明装置の制御方法。
【請求項１４】
波長変換工程において前記ビーム光の波長を変換する波長変換素子の温度を検出する温
度検出工程と、
前記温度検出工程における検出結果に応じて前記波長変換素子の温度を制御する温度制
御工程と、を含み、
前記ビーム光供給工程では、前記温度検出工程において検出された前記波長変換素子の
温度が所定の範囲内である場合に、前記光検出工程における検出結果に応じて光量が調整
された前記ビーム光を供給し、前記温度検出工程において検出された前記波長変換素子の
温度が所定の範囲以外である場合に、前記光検出工程における検出結果に応じた光量の調
節が停止された前記ビーム光を供給することを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか一
項に記載の照明装置の制御方法。
【請求項１５】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の照明装置を有す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、照明装置、照明装置の制御方法及びプロジェクタ、特に、レーザ光を用いる
照明装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光を用いる照明装置において、出射されたレーザ光の光量に応じて光源を制御す
る技術としては、例えば、特許文献１に提案されるものがある。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２０７４２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、レーザ光を用いる照明装置において、波長変換素子、例えば第二高調波発生（Se
cond-Harmonic Generation;SHG）素子が用いられている。ＳＨＧ素子を用いると、例えば
、入手が容易な汎用のレーザ光源を用いる構成とすることができる。ＳＨＧ素子は、ＳＨ
Ｇ素子の温度やＳＨＧ素子へ入射する光のパワー密度等により、波長を変換する効率が容
易に変化することが知られている。ＳＨＧ素子の効率が容易に変化することとなると、Ｓ
ＨＧ素子を用いる照明装置の場合、出射光量を一定に制御することが非常に困難となる。
また、特許文献１に提案されている技術は、複数のレーザ発生部を用意し、レーザ発生部
の動作に同期させて時分割的にレーザ光の光量を検出するものである。この場合、光量の
制御を行うための構成がレーザ発生部ごとに必要となることから、構成が複雑となってし
まう。このように、従来の技術によると、波長変換素子により波長変換を行う場合に、簡
易な構成により的確な光量制御を行うことが困難であるという問題を生じる。本発明は、
上述の問題に鑑みてなされたものであり、波長変換素子により波長変換を行い、簡易な構
成により的確な光量制御を行うことが可能な照明装置、照明装置の制御方法、及びプロジ
ェクタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、ビーム光を供給する
光源部と、光源部からのビーム光の波長を変換する波長変換素子と、波長変換素子からの
光を回折させる回折光学素子と、を有し、光源部は、回折光学素子で回折した光のうち照
明対象の方向以外の方向へ進行する光を検出する光検出部による検出結果に応じて光量が
調整されたビーム光を供給することを特徴とする照明装置を提供することができる。
【０００６】
光源部からのビーム光は、波長変換素子で波長変換された後、回折光学素子にて照明対
象の方向と光検出部の方向とに分岐される。照明対象の方向以外の方向へ進行する光を検
出する構成とすることで、照明対象の方向へ進行する光を減少させず光を検出することが
できる。波長変換素子で波長変換された後光検出部の方向へ進行する光を検出することに
より、波長を変換する効率が変化する場合も的確な光量制御を行うことが可能となる。回
折光学素子としては、照明領域の変換や均一化を行う従来の素子を用いることが可能であ
る。このためビーム光を分岐するための新たな要素を必要とせず、照明装置を簡易な構成
とすることができる。さらに、光源部から複数のビーム光を供給する場合、各ビーム光か
ら分岐された光を光検出部へ入射させることで、複数のビーム光の光量を一括して調整す
ることも可能である。このため、ビーム光ごとに光量を調整するための構成を用いる場合
と比較して、簡易な構成とすることができる。これにより、波長変換素子により波長変換
を行い、簡易な構成により的確な光量制御を行うことが可能な照明装置を得られる。
【０００７】
また、本発明の好ましい態様としては、光検出部は、回折光学素子からのゼロ次回折光
を検出することが望ましい。これにより、光検出部の検出結果に応じてビーム光の光量を
調整することができる。また、他の回折光と比較してゼロ次回折光の光量が大きい場合に
、照明対象上の一部のみが明るくなることを防ぎ、光量分布が良好な照明光を得ることが
できる。
【０００８】
また、本発明の好ましい態様としては、光検出部は、回折光学素子からの高次回折光を
検出することが望ましい。これにより、光検出部の検出結果に応じてビーム光の光量を調
整することができる。
【０００９】
また、本発明の好ましい態様としては、回折光学素子は、波長変換素子から出射された
同色かつ複数のビーム光をそれぞれ分岐させ、光源部は、光検出部による検出結果に応じ
て一括して光量が調整された同色かつ複数のビーム光を供給することが望ましい。同色と
は、波長領域が同一又は近似することをいうものとする。複数のビーム光を用いることに
より、照明光の光量を多くすることができる。また、複数のビーム光の光量を一括して調
整することで、ビーム光ごとに光量調整を行う場合と比較して、簡易な構成とすることが
できる。
【００１０】
また、本発明の好ましい態様としては、光源部は、光検出部による検出結果に応じてピ
ーク電流値が調整されたパルス電流に応じてビーム光を供給することが望ましい。レーザ
光を供給するレーザ光源は、通常、一定の電流を用いる場合よりもパルス電流を用いるほ
うが効率良くレーザ光を供給することができる。また、波長変換素子であるＳＨＧ素子は
、入射光のパワー密度が高いほど高い効率で波長変換を行う。このため、パルス電流を用
いてビーム光を供給することで、明るい照明光を効率良く供給することが可能となる。ま
た、パルス電流のピーク電流値を調整することで、ビーム光の光量を調整することができ
る。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様としては、光源部は、光検出部による検出結果に応じてパ
ルス幅が調整されたパルス電流に応じてビーム光を供給することが望ましい。これにより
、ビーム光の光量を調整することができる。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様としては、光源部は、光検出部による検出結果に応じて周
波数が調整されたパルス電流に応じてビーム光を供給することが望ましい。これにより、
ビーム光の光量を調整することができる。
【００１３】
また、本発明の好ましい態様としては、波長変換素子の温度を制御する温度制御部を有
し、光源部は、波長変換素子の温度が所定の範囲内である場合に、光検出部による検出結
果に応じて光量が調整されたビーム光を供給し、波長変換素子の温度が所定の範囲以外で
ある場合に、光検出部による検出結果に応じた光量の調整が停止されたビーム光を供給す
ることが望ましい。波長変換素子であるＳＨＧ素子は、ＳＨＧ素子がある所定範囲内の温
度である場合に、高い効率で波長変換を行うような温度特性を示す。本態様により、ＳＨ
Ｇ素子の温度が所定範囲外である場合、ＳＨＧ素子の温度が所定範囲内となった後、光検
出部による検出結果を用いた光量の調整を行う。これにより、的確な光量制御を行うこと
ができる。
【００１４】
また、本発明の好ましい態様としては、光源部は、光検出部による検出結果に応じて光
量がフィードバック制御されたビーム光を供給することが望ましい。これにより、光検出
部による検出結果に応じて光量が調整されたビーム光を供給することができる。
【００１５】
また、本発明の好ましい態様としては、パルス電流のピーク電流値、パルス幅、又は周
波数の補正値が予め設定され、光源部は、光検出部による検出結果に応じた補正値を用い
てピーク電流値、パルス幅、又は周波数が調整されたパルス電流に応じてビーム光を供給
することが望ましい。これにより、光検出部による検出結果に応じて光量が調整されたビ
ーム光を供給することができる。照明装置の出力は、周辺温度の変化や各部の経時変化等
により緩やかに変化するのが一般的である。このため、ある時間おきに補正値の参照、光
量の調整を行う構成とすることで、複雑な回路等を不要とし、簡易な構成により光量の十
分な制御を行うことが可能となる。
【００１６】
さらに、本発明によれば、ビーム光を供給するビーム光供給工程と、ビーム光の波長を
変換する波長変換工程と、波長変換工程において波長が変換された光を回折させる回折工
程と、回折工程において回折された光のうち、照明対象の方向以外の方向へ進行する光を
検出する光検出工程と、光検出工程における検出結果に応じてパルス電流のピーク電流値
を調整するピーク電流値調整工程と、を含み、ビーム光供給工程では、ピーク電流値調整
工程においてピーク電流値が調整されたパルス電流に応じてビーム光を供給することを特
徴とする照明装置の制御方法を提供することができる。光検出工程において照明対象の方
向以外の方向へ進行する光を検出することで、照明対象の方向へ進行する光を減少させず
光を検出することができる。波長変換工程において波長が変換された後光を検出すること
で、波長を変換する効率が変化する場合も的確な光量制御を行うことができる。また、複
数のビーム光を供給する場合一括して光量調整することも可能であるから、ビーム光ごと
に光量の調整を行う場合と比較して簡易な構成とすることができる。これにより、光検出
工程における検出結果に応じて光量が調整されたビーム光を供給し、簡易な構成により的
確な光量制御を行うことができる。
【００１７】
さらに、本発明によれば、ビーム光を供給するビーム光供給工程と、ビーム光の波長を
変換する波長変換工程と、波長変換工程において波長が変換された光を回折させる回折工
程と、回折工程において回折された光のうち、照明対象の方向以外の方向へ進行する光を
検出する光検出工程と、光検出工程における検出結果に応じてパルス電流のパルス幅を調
整するパルス幅調整工程と、を含み、ビーム光供給工程では、パルス幅調整工程において
パルス幅が調整されたパルス電流に応じてビーム光を供給することを特徴とする照明装置
の制御方法を提供することができる。これにより、光検出工程における検出結果に応じて
光量が調整されたビーム光を供給し、簡易な構成により的確な光量制御を行うことができ
る。
【００１８】
さらに、本発明によれば、ビーム光を供給するビーム光供給工程と、ビーム光の波長を
変換する波長変換工程と、波長変換工程において波長が変換された光を回折させる回折工
程と、回折工程において回折された光のうち、照明対象の方向以外の方向へ進行する光を
検出する光検出工程と、光検出工程における検出結果に応じてパルス電流の周波数を調整
する周波数調整工程と、を含み、ビーム光供給工程では、周波数調整工程において周波数
が調整されたパルス電流に応じてビーム光を供給することを特徴とする照明装置の制御方
法を提供することができる。これにより、光検出工程における検出結果に応じて光量が調
整されたビーム光を供給し、簡易な構成により的確な光量制御を行うことができる。
【００１９】
また、本発明の好ましい態様としては、波長変換工程においてビーム光の波長を変換す
る波長変換素子の温度を検出する温度検出工程と、温度検出工程における検出結果に応じ
て波長変換素子の温度を制御する温度制御工程と、を含み、ビーム光供給工程では、温度
検出工程において検出された波長変換素子の温度が所定の範囲内である場合に、光検出工
程における検出結果に応じて光量が調整されたビーム光を供給し、温度検出工程において
検出された波長変換素子の温度が所定の範囲以外である場合に、光検出工程における検出
結果に応じた光量の調節が停止されたビーム光を供給することが望ましい。波長変換素子
であるＳＨＧ素子の温度が所定範囲外である場合、ＳＨＧ素子の温度が所定範囲内となっ
た後、光検出工程における検出結果を用いた光量の調整を行う。これにより、的確な光量
制御を行うことができる。
【００２０】
さらに、本発明によれば、上記の照明装置を有することを特徴とするプロジェクタを提
供することができる。上記の照明装置を有することで、波長変換素子により波長変換を行
い、簡易な構成により的確な光量制御を行うことができる。これにより、簡易な構成で良
好な光量バランスの画像を表示可能なプロジェクタを得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００２２】
図１は、本発明の実施例１に係る照明装置１０を用いて照明対象Ｉを照明する状態を説
明するものである。光源部１１は、いずれも同一又は近似する波長領域の４つのレーザ光
を供給する。光源部１１としては、それぞれビーム光であるレーザ光を供給する４つの半
導体レーザを用いることができる。複数のレーザ光を用いることにより、照明光の光量を
多くすることができる。ＳＨＧ素子１２は、光源部１１からの複数のレーザ光の波長を変
換する波長変換素子である。
【００２３】
ＳＨＧ素子１２は、光源部１１からのレーザ光を、２分の１の波長のレーザ光に変換し
て出射させる。ＳＨＧ素子１２へ同一又は近似する波長領域の複数のレーザ光を入射させ
ることにより、ＳＨＧ素子１２は、同色かつ複数のレーザ光を出射させる。同色とは、波
長領域が同一又は近似することをいうものとする。ＳＨＧ素子１２としては、例えば、非
線形光学結晶を用いることができる。ＳＨＧ素子１２を用いることで、例えば、入手が容
易な汎用のレーザ光源を用いる構成とすることができる。
【００２４】
回折光学素子１３は、回折により、ＳＨＧ素子１２からの４つの同色のレーザ光をそれ
ぞれ分岐させる。回折光学素子１３としては、例えば、計算機合成ホログラム（Computer
Generated Hologram;CGH）を用いることができる。回折光学素子１３からの高次回折光
、例えば一次回折光及び二次回折光は、照明対象Ｉの方向へ進行する。回折光学素子１３
からのゼロ次回折光は、光検出部１５の方向へ進行する。また、回折光学素子１３は、照
明対象Ｉが備える矩形の照明領域上において光量分布が均一となるように、照明領域の矩
形変換、及び均一化を行う。
【００２５】
照明装置１０は、照明装置１０の光軸方向以外の方向の照明対象Ｉへ照明光を供給する
オフアクシスを採用している。これにより、他の回折光と比較してゼロ次回折光の光量が
大きい場合に照明対象Ｉ上の一部のみが明るくなることを防ぎ、光量分布が良好な照明光
を得ることができる。なお、回折光学素子１３としては、入射光を透過させることで回折
させるものに限られず、入射光を反射することで回折させるものを用いても良い。
【００２６】
光検出部１５は、回折光学素子１３で回折した光のうち照明対象Ｉの方向以外の方向へ
進行するゼロ次回折光を検出する。光検出部１５には、例えば、フォトダイオードを用い
ることができる。光検出部１５は、回折光学素子１３にて各レーザ光から生じたゼロ次回
折光を一括して検出する。光検出部１５は、照明対象Ｉの方向以外の方向へ進行する光を
検出するため、照明対象Ｉの方向へ進行する光を減少させず光を検出することができる。
【００２７】
なお、光検出部１５は、照明装置１０の内部に設けても良く、照明装置１０の外部に設
けることとしても良い。照明装置１０は、光源部１１により４つのレーザ光を供給する構
成に限られず、光源部１１により４つ以上又は４つ以下のレーザ光を供給する構成として
も良い。光源部１１は、それぞれレーザ光を供給する複数の半導体レーザを用いる構成に
限らず、複数の発光部により複数のレーザ光を供給する半導体レーザを用いても良い。
【００２８】
図２は、光検出部１５による検出結果に応じて光源部１１を制御するための構成を示す
。光検出増幅部２１は、光検出部１５からの出力を増幅させる。光量目標値設定部２２は
、光検出部１５により検出される光量の目標値を設定する。光検出比較部２３は、光検出
増幅部２１を経て入力される光検出部１５の検出結果と、光量目標値設定部２２で設定さ
れた光量の目標値とを比較し、差分を出力する。光源駆動部２５は、光検出比較部２３か
らの出力に応じて、光源部１１を駆動させる。光源部１１は、光検出部１５による検出結
果に応じて光量がフィードバック制御されたレーザ光を供給する。
【００２９】
光源部１１は、４つの半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ４を直列して接続している。４つの半
導体レーザＬＤ１〜ＬＤ４を直列して接続することで、光源駆動部２５の駆動により、４
つの半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ４は一括して制御される。例えば、光検出部１５で検出さ
れた光量が目標値より低い場合、光源駆動部２５は、光量を増加するように一括して各半
導体ＬＤ１〜ＬＤ４を制御する。光源部１１は、光検出部１５による検出結果に応じて一
括して光量が調整された同色の４つのレーザ光を供給する。照明装置１０は、４つのレー
ザ光を均一化させて用いることから、各半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ４からの合計出力に基
づいて各半導体ＬＤ１〜ＬＤ４を一括制御する構成とすることができる。
【００３０】
光検出部１５の検出結果に応じた光量調整は、例えば、照明装置１０を作動させる間常
時行うことが可能である。なお、光源部１１は、図３に示すように、４つの半導体レーザ
ＬＤ１〜ＬＤ４を並列して接続することとしても良い。４つの半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ
４を並列して接続する場合も、光源駆動部２５の駆動により、４つの半導体レーザＬＤ１
〜ＬＤ４を一括して制御することができる。
【００３１】
ＳＨＧ素子１２は、ＳＨＧ素子１２の温度やＳＨＧ素子１２へ入射する光のパワー密度
等により、波長を変換する効率が容易に変化することが知られている。ＳＨＧ素子１２で
波長変換された後光検出部１５の方向へ進行する光を検出することにより、波長を変換す
る効率が変化する場合も的確な光量制御を行うことが可能となる。回折光学素子１３とし
ては、照明領域の変換や均一化を行う従来の素子を用いることが可能である。このためレ
ーザ光を分岐するための新たな要素を必要とせず、照明装置１０を簡易な構成とすること
ができる。また、複数のレーザ光の光量を一括して調整することにより、レーザ光ごとに
光量を調整するための構成を用いる場合と比較して、簡易な構成とすることができる。こ
れにより、波長変換素子により波長変換を行い、簡易な構成により的確な光量制御を行う
ことができるという効果を奏する。
【００３２】
なお、照明対象Ｉにおいて照明光の光量分布が良好であれば、回折光学素子１３からの
ゼロ次回折光を照明対象Ｉの方向へ進行させることとし、光検出部１５により高次回折光
を検出する構成としても良い。例えば、図４に示す照明装置４０は、一次回折光、及びゼ
ロ次回折光により照明対象Ｉを照明する。回折光学素子４３は、照明対象Ｉの方向へ一次
回折光及びゼロ次回折光を進行させる。光検出部１５は、照明対象Ｉの方向以外の方向へ
進行する高次回折光を検出する。かかる構成としても、光検出部１５の検出結果に応じて
レーザ光の光量を調整することができる。
【００３３】
次に、光源部１１の駆動について説明する。光源部１１に用いられる半導体レーザへ略
一定の定電流を供給する場合、半導体レーザ自体が発生する熱の影響により、発光効率が
低下することが考えられる。これに対して、図５に示すようなパルス電流を供給する場合
、パルス間における放熱により、定電流の場合より発光効率の低下を低減することが可能
である。このことから、パルス電流のピーク電流値は、定電流の電流値より高くすること
ができる。パルス電流のピーク電流値は定電流の電流値より高くできるため、パルス電流
の場合のほうが、定電流の場合より最大光量が高くなる。
【００３４】
図６は、光源部１１へ供給する電流と、ＳＨＧ素子１２から出射されるレーザ光の光量
との関係を表す。定電流の電流値ＩOの場合とパルス電流のピーク電流値ＩPの場合とを比
較すると、ピーク電流値ＩPの場合のほうが出射光量を多くできる。また、光源部１１か
らのレーザ光のパワー密度を高くできることからも、パルス電流を用いるほうがＳＨＧ素
子１２の変換効率を高くし、出射光量を多くすることができる。さらに、図６のグラフに
示すように電流値と光量とは比例関係とならず、ＩOからＩPへの電流値の増加率と比べて
光量の増加率のほうが高いことがわかる。よって、パルス間にてレーザ光の供給を停止さ
せる分を差し引いても、パルス電流を用いて瞬間的に高い光量のレーザ光を供給するほう
が、照明装置１０の照明効率を高くすることが可能となる。
【００３５】
図５に戻って、光源部１１を駆動するパルス電流は、例えば、周波数を１ＭＨｚとする
ことができる。パルス幅ｄ１は、周期Ｔ１のおよそ１０％と設定することができる。なお
、光検出部１５として用いるフォトダイオードは、レーザ光のパルスタイミングを識別す
るだけの応答性は不要である。パルスタイミングを識別するだけの応答性を不要とするこ
とで光検出部１５を安価な構成とすることができるばかりでなく、周期Ｔ１において平均
化された光量のレーザ光を検出可能な構成とすることができる。
【００３６】
図７は、光検出部１５による検出結果に応じて調整されたパルス電流を供給するための
光源駆動部２５の構成を示す。光源駆動部２５は、光検出部１５による検出結果に応じて
パルス電流のピーク電流値を調整する。基準ピーク電流値設定部７１は、基準となるピー
ク電流値を設定する。増減電流値発生部７２は、光検出比較部２３（図２参照。）からの
出力に応じて、増加又は減少させる電流値を発生させる。ピーク電流値計算部７３は、基
準ピーク電流値設定部７１で設定されたピーク電流値の基準値に、増減電流値発生部７２
で発生させた電流値を加算又は減算することにより、ピーク電流値を計算する。ピーク電
流値設定部７５は、ピーク電流値計算部７３による計算結果に応じて、パルス電流のピー
ク電流値を設定する。
【００３７】
パルス幅設定部７４は、パルス電流のパルス幅を設定する。周波数設定部７６は、パル
ス電流の周波数を設定する。パルス電流発生部７７は、ピーク電流値設定部７５で設定さ
れたピーク電流値、パルス幅設定部７４で設定されたパルス幅、及び、周波数設定部７６
で設定された周波数を有するパルス電流を発生させる。例えば、光検出部１５により検出
された光量が目標値より小さい場合、光源駆動部２５は、図８に示すように、基準の振幅
ｈ１より大きい振幅ｈ２を有するパルス電流を出力する。また、光検出部１５で検出され
た光量に関わらず、パルス幅ｄ１、及び周期Ｔ１はいずれも基準値のままとされる。この
ようにして、光源駆動部２５は、光検出部１５による検出結果に応じてピーク電流値が調
整されたパルス電流を用いて、光源部１１を駆動させる。これにより、レーザ光の光量を
調整することができる。
【００３８】
図９は、光検出部１５による検出結果に応じて調整されたパルス電流を供給するための
他の光源駆動部９５の構成を示す。光源駆動部９５は、光検出部１５による検出結果に応
じてパルス電流のパルス幅を調整する。基準パルス幅設定部９１は、基準となるパルス幅
を設定する。増減パルス幅発生部９２は、光検出比較部２３（図２参照。）からの出力に
応じて、増加又は減少させるパルス幅を発生させる。パルス幅計算部９３は、基準パルス
幅設定部９１で設定されたパルス幅の基準値に、増減パルス幅発生部９２で発生させたパ
ルス幅を加算又は減算することにより、パルス幅を計算する。パルス幅設定部７４は、パ
ルス幅計算部９３による計算結果に応じて、パルス電流のパルス幅を設定する。
【００３９】
ピーク電流値設定部７５は、パルス電流のピーク電流を設定する。周波数設定部７６は
、パルス電流の周波数を設定する。パルス電流発生部７７は、パルス幅設定部７４で設定
されたパルス幅、ピーク電流値設定部７５で設定されたピーク電流値、及び、周波数設定
部７６で設定された周波数を有するパルス電流を発生させる。例えば、光検出部１５によ
り検出された光量が目標値より小さい場合、光源駆動部９５は、図１０に示すように、基
本パルス幅ｄ１より大きいパルス幅ｄ２を有するパルス電流を出力する。また、光検出部
１５で検出された光量に関わらず、振幅ｈ１、及び周期Ｔ１はいずれも基準値のままとさ
れる。このようにして、光源駆動部９５は、光検出部１５による検出結果に応じてパルス
幅が調整されたパルス電流を用いて、光源部１１を駆動させる。これにより、レーザ光の
光量を調整することができる。
【００４０】
図１１は、光検出部１５による検出結果に応じて調整されたパルス電流を供給するため
のさらに他の光源駆動部１１５の構成を示す。光源駆動部１１５は、光検出部１５による
検出結果に応じてパルス電流の周波数を調整する。基準周波数設定部１１１は、基準とな
る周波数を設定する。増減周波数発生部１１２は、光検出比較部２３（図２参照。）から
の出力に応じて、増加又は減少させる周波数を発生させる。周波数計算部１１３は、基準
周波数設定部１１１で設定された周波数の基準値に、増減周波数発生部１１２で発生させ
た周波数を加算又は減算することにより、周波数を計算する。周波数設定部７６は、周波
数計算部１１３による計算結果に応じて、パルス電流の周波数を設定する。
【００４１】
ピーク電流値設定部７５は、パルス電流のピーク電流値を設定する。パルス幅設定部７
４は、パルス電流のパルス幅を設定する。パルス電流発生部７７は、周波数設定部７６で
設定された周波数、パルス幅設定部７４で設定されたパルス幅、及び、ピーク電流値設定
部７５で設定されたピーク電流値を有するパルス電流を発生させる。例えば、光検出部１
５により検出された光量が目標値より大きい場合、光源駆動部２５は、図１２に示すよう
に、基準の周期Ｔ１より大きい周期Ｔ２を有するパルス電流、言い換えると基準の周波数
１／（Ｔ１）より小さい周波数１／（Ｔ２）を有するパルス電流を出力する。また、光検
出部１５で検出された光量に関わらず、パルス幅ｄ１、及び振幅ｈ１はいずれも基準値の
ままとされる。このようにして、光源駆動部１１５は、光検出部１５による検出結果に応
じて周波数が調整されたパルス電流を用いて、光源部１１を駆動させる。これにより、レ
ーザ光の光量を調整することができる。
【００４２】
図１３は、本実施例の変形例１に係る照明装置において光源部１１を制御するための構
成を示す。本変形例は、ＳＨＧ素子１２の温度が所定の範囲内である場合に、光検出部１
５による検出結果に応じてレーザ光の光量を調整することを特徴とする。温度検出部１３
０は、ＳＨＧ素子１２の温度を検出する。温度検出部１３０には、例えば、ペルチェ素子
を用いることができる。
【００４３】
温度検出増幅部１３１は、温度検出部１３０からの出力を増幅させる。温度目標値設定
部１３２は、温度検出部１３０により検出される温度の目標値を設定する。温度検出比較
部１３３は、温度検出増幅部１３１を経て入力される温度検出部１３０の検出結果と、温
度目標値設定部１３２で設定された温度の目標値とを比較し、差分を出力する。温度制御
部１３５は、温度検出比較部１３３からの出力に応じて、ＳＨＧ素子１２の温度を制御す
る。
【００４４】
図１４は、光検出部１５による検出結果に応じて光源部１１を制御するまでのフローチ
ャートを示す。ステップＳ１において、温度制御部１３５は、ＳＨＧ素子１２の温度を例
えば５６℃に保つように制御する。図１３に示す判定部１３７は、ステップＳ２において
、ＳＨＧ素子１２の温度が所定の範囲、例えば５６℃±１℃であるか否かを温度検出比較
部１３３からの出力により判定する。判定部１３７により、ＳＨＧ素子１２の温度が５６
℃±１℃の範囲内であると判定された場合、光源駆動部２５は、ステップＳ３において、
光検出部１５による検出結果に応じて光源部１１を駆動する。
【００４５】
光源部１１は、ＳＨＧ素子１２の温度が５６℃±１℃の範囲内である場合、ピーク電流
値、ピーク幅、周波数のいずれかが光検出部１５の出力に応じて調整されたパルス電流に
応じてレーザ光を供給する。判定部１３７により、ＳＨＧ素子１２の温度が５６℃±１℃
の範囲外であると判定された場合、光源駆動部２５は、ステップＳ４において、光検出部
１５による検出結果に応じた光量の調整が停止された状態を保持する。光源部１１は、Ｓ
ＨＧ素子１２の温度が５６℃±１℃の範囲外である場合、ピーク電流値、ピーク幅、周波
数のいずれもが基準値であるパルス電流に応じてレーザ光を供給する。
【００４６】
波長変換素子であるＳＨＧ素子１２は、ＳＨＧ素子１２がある範囲内の温度である場合
に高い効率で波長変換を行うような温度特性を示す。ＳＨＧ素子１２の温度が所定範囲外
である場合、本変形例では、ＳＨＧ素子１２の温度が所定範囲内となった後、光検出部１
５による検出結果を用いた光量の調整を行う。これにより、的確な光量制御を行うことが
できる。
【００４７】
図１５は、本実施例の変形例２に係る照明装置において光源部１１を制御するための構
成を示す。本変形例は、パルス電流のピーク電流値、パルス幅、又は周波数の補正値を用
いてレーザ光の光量を調整することを特徴とする。ここでは、パルス電流のパルス幅の補
正値を用いる場合の構成を代表例として説明する。補正値設定部１５１は、パルス電流の
パルス幅の補正値が、光検出部１５の検出結果に対応させて予め設定されている。
【００４８】
パルス電流のパルス幅と、光検出部１５で検出されるレーザ光の光量とは、図１６のグ
ラフに示すように、略比例関係となる。光検出部１５で検出されるレーザ光の光量に対し
て、補正値設定部１５１に保持されるパルス幅の補正値は、略一定の変化率で段階的に設
定されている。例えば、光量の目標値Ｉ０に対して同一段階のパルス幅に対応する光量Ｉ
１が検出された場合、パルス幅の調整は行われない。光量の目標値Ｉ０に対して一つ下の
段階のパルス幅に対応する光量Ｉ２が検出された場合、パルス幅を一段階上げるような補
正値が割り当てられる。図１５に戻って、演算部１５２は、補正値設定部１５１に保持さ
れた補正値を、光検出比較部２３からの出力に応じて参照する。また、演算部１５２は、
補正値設定部１５１からの補正値により補正されたパルス幅を演算し、光源駆動部１５５
へ出力する。
【００４９】
図１７は、光検出部１５による検出結果に応じて調整されたパルス電流を供給するため
の光源駆動部１５５の構成を示す。パルス幅設定部７４は、演算部１５２からの出力に応
じて、パルス電流のパルス幅を設定する。パルス電流発生部７７は、パルス幅設定部７４
で設定されたパルス幅、ピーク電流値設定部７５で設定されたピーク電流値、及び、周波
数設定部７６で設定された周波数を有するパルス電流を発生させる。このようにして、光
源駆動部１５５は、光検出部１５による検出結果に応じた補正値を用いてパルス幅が調整
されたパルス電流を用いて、光源部１１を駆動する。
【００５０】
本変形例において、光検出部１５の検出結果に応じた光量調整は、例えば一定時間おき
や、照明装置１０の駆動を開始するごとに行われる。照明装置１０の出力は、周辺温度の
変化や各部の経時変化等により緩やかに変化するのが一般的である。このため、ある時間
おきに補正値の参照、光量の調整を行うことで、複雑な回路等を不要とし、簡易な構成に
より光量の十分な制御を行うことが可能となる。なお、本実施例の構成による光量調整は
、パルス電流のパルス幅の補正値を用いる場合と同様に、ピーク電流値や周波数の補正値
を用いる場合も同様に行うことができる。また、フィードバック制御によりレーザ光の光
量調整を行う上記の照明装置１０についても、ある時間おきに光量調整を行うこととして
も良い。
【００５１】
パルス電流の周波数と、光検出部１５で検出されるレーザ光の光量とは、略比例関係と
なる。このため、パルス電流の周波数を調整する場合、パルス幅を調整する場合と同様に
段階的に設定された補正値を用いることができる。パルス電流のピーク電流値を調整する
場合、レーザ光の光量は、ピーク電流値の調整に伴う変化のほか、ＳＨＧ素子１２におけ
る変換効率の変化について考慮する必要がある。このため、パルス電流のピーク電流値と
、光検出部１５で検出されるレーザ光の光量とは、図１８のグラフに示すように、光量に
応じてピーク電流値の変化率が変化するような、指数関数に近い関係となる。ピーク電流
値の補正値は、光検出部１５で検出されるレーザ光の光量に応じて変化率が変化するよう
に、かつ段階的に設定されている。このようにして設定された補正値を用いることにより
、的確な光量調整を行うことができる。
【実施例２】
【００５２】
図１９は、本発明の実施例２に係るプロジェクタ１９０の概略構成を示す。プロジェク
タ１９０は、観察者側に設けられたスクリーン１９６に光を供給し、スクリーン１９６で
反射する光を観察することで画像を鑑賞する、いわゆるフロント投写型のプロジェクタで
ある。プロジェクタ１９０は、上記実施例１に係る照明装置１０と同様に構成された各色
光用照明装置１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂを備えることを特徴とする。
【００５３】
赤色光（以下、「Ｒ光」という。）用照明装置１０Ｒに設けられたＲ光用ＳＨＧ素子１
２Ｒは、光源部１１Ｒからのレーザ光の波長を変換することにより、Ｒ光を出射させる。
Ｒ光用回折光学素子１３Ｒは、例えば、ゼロ次回折光をＲ光用光検出部１５Ｒへ、高次回
折光をＲ光用空間光変調装置１９１Ｒへ進行させる。Ｒ光用照明装置１０Ｒの照明対象で
あるＲ光用空間光変調装置１９１Ｒは、Ｒ光を画像信号に応じて変調する透過型液晶表示
装置である。Ｇ光用空間光変調装置１９１Ｒで変調されたＲ光は、色合成光学系であるク
ロスダイクロイックプリズム１９２に入射する。
【００５４】
緑色光（以下、「Ｇ光」という。）用照明装置１０Ｇに設けられたＧ光用ＳＨＧ素子１
２Ｇは、光源部１１Ｇからのレーザ光の波長を変換することにより、Ｇ光を出射させる。
Ｇ光用回折光学素子１３Ｇは、例えば、ゼロ次回折光をＧ光用光検出部１５Ｇへ、高次回
折光をＧ光用空間光変調装置１９１Ｇへ進行させる。Ｇ光用照明装置１０Ｇの照明対象で
あるＧ光用空間光変調装置１９１Ｇは、Ｇ光を画像信号に応じて変調する透過型液晶表示
装置である。Ｇ光用空間光変調装置１９１Ｇで変調されたＧ光は、色合成光学系であるク
ロスダイクロイックプリズム１９２に入射する。
【００５５】
青色光（以下、「Ｂ光」という。）用照明装置１０Ｂに設けられたＢ光用ＳＨＧ素子１
２Ｂは、光源部１１Ｂからのレーザ光の波長を変換することにより、Ｂ光を出射させる。
Ｂ光用回折光学素子１３Ｂは、例えば、ゼロ次回折光をＢ光用光検出部１５Ｂへ、高次回
折光をＢ光用空間光変調装置１９１Ｂへ進行させる。Ｂ光用照明装置１０Ｂの照明対象で
あるＢ光用空間光変調装置１９１Ｂは、Ｂ光を画像信号に応じて変調する透過型液晶表示
装置である。Ｂ光用空間光変調装置１９１Ｂで変調されたＢ光は、色合成光学系であるク
ロスダイクロイックプリズム１９２に入射する。
【００５６】
クロスダイクロイックプリズム１９２は、互いに略直交するように配置された２つのダ
イクロイック膜１９２ａ、１９２ｂを有する。第１ダイクロイック膜１９２ａは、Ｒ光を
反射し、Ｇ光及びＢ光を透過する。第２ダイクロイック膜１９２ｂは、Ｂ光を反射し、Ｇ
光及びＲ光を透過する。このように、クロスダイクロイックプリズム１９２は、各空間光
変調装置１９１Ｒ、１９１Ｇ、１９１Ｂでそれぞれ変調されたＲ光、Ｇ光及びＢ光を合成
する。投写光学系１９４は、クロスダイクロイックプリズム１９２で合成された光をスク
リーン１９６に投写する。
【００５７】
プロジェクタ１９０は、上記実施例１の照明装置１０と同様に構成された各色光用照明
装置１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂを有することから、ＳＨＧ素子１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂでそ
れぞれ波長変換を行い、簡易な構成により的確な光量制御を行うことができる。これによ
り、簡易な構成で良好な光量バランスの画像を表示することができるという効果を奏する
。なお、プロジェクタ１９０は、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光の各色光について、上記実施例１の照
明装置１０と同様に構成された照明装置１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂを用いる構成に限られな
い。一部の色光については、ＳＨＧ素子を用いず、光源部からのレーザ光を直接回折光学
素子へ入射させる構成としても良い。この場合も、回折光学素子から照明対象以外の方向
へ進行する光を検出することで、レーザ光の光量を調整することができる。
【００５８】
プロジェクタ１９０は、３つの透過型液晶表示装置を設けた、いわゆる３板式のプロジ
ェクタに限らず、例えば、１つの透過型液晶表示装置を設けたプロジェクタや、反射型液
晶表示装置を用いたプロジェクタとしても良い。また、空間光変調装置は、液晶表示装置
を用いる構成に限らず、微小なミラーを駆動させるティルトミラーデバイスや、ライン状
の変調光を一次元方向へ走査させるためのデバイスとしても良い。プロジェクタ１９０は
、フロント投写型のプロジェクタに限られず、スクリーンの一方の面にレーザ光を供給し
、スクリーンの他方の面から出射される光を観察することで画像を鑑賞する、いわゆるリ
アプロジェクタとしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
以上のように、本発明に係る照明装置は、波長変換素子により波長が変換されたレーザ
光を用いて画像を表示するための照明装置として適している。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施例１に係る照明装置を用いて照明対象を照明する状態の図。
【図２】光源部を制御するための構成を示す図。
【図３】４つの半導体レーザを並列して接続する構成を示す図。
【図４】ゼロ次回折光を用いて照明対象を照明する状態を示す図。
【図５】光源部を駆動するパルス電流について説明する図。
【図６】光源部へ供給する電流と光量との関係を表す図。
【図７】光源駆動部の構成を示す図。
【図８】ピーク電流値が調整されたパルス電流について説明する図。
【図９】光源駆動部の構成を示す他の図。
【図１０】パルス幅が調整されたパルス電流について説明する図。
【図１１】光源駆動部の構成を示すさらに他の図。
【図１２】周期が調整されたパルス電流について説明する図。
【図１３】実施例１の変形例１に係る照明装置について説明する図。
【図１４】光源部を制御するまでのフローチャートを示す図。
【図１５】実施例１の変形例２に係る照明装置について説明する図。
【図１６】パルス幅とレーザ光の光量との関係を示す図。
【図１７】光源駆動部の構成を示す図。
【図１８】ピーク電流値とレーザ光の光量との関係を示す図。
【図１９】本発明の実施例２に係るプロジェクタの概略構成を示す図。
【符号の説明】
【００６１】
１０  照明装置、１１  光源部、１２  ＳＨＧ素子、１３  回折光学素子、１５  光検
出部、Ｉ  照明対象、２１  光検出増幅部、２２  光量目標値設定部、２３  光検出比較
部、２５  光源駆動部、４０  照明装置、４３  回折光学素子、７１  基準ピーク電流値
設定部、７２  増減電流値発生部、７３  ピーク電流値計算部、７４  パルス幅設定部、
７５  ピーク電流値設定部、７６  周波数設定部、７７  パルス電流発生部、９１  基準
パルス幅設定部、９２  増減パルス幅発生部、９３  パルス幅計算部、９５  光源駆動部
、１１１  基準周波数設定部、１１２  増減周波数発生部、１１３  周波数計算部、１１
５  光源駆動部、１３０  温度検出部、１３１  温度検出増幅部、１３２  温度目標値設
定部、１３３  温度検出比較部、１３５  温度制御部、１３７  判定部、１５１  補正値
設定部、１５２  演算部、１５５  光源駆動部、１９０  プロジェクタ、１０Ｒ  Ｒ光用
照明装置、１０Ｇ  Ｇ光用照明装置、１０Ｂ  Ｂ光用照明装置、１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂ
光源部、１２Ｒ  Ｒ光用ＳＨＧ素子、１２Ｇ  Ｇ光用ＳＨＧ素子、１２Ｂ  Ｂ光用ＳＨ
Ｇ素子、１３Ｒ  Ｒ光用回折光学素子、１３Ｇ  Ｇ光用回折光学素子、１３Ｂ  Ｂ光用回
折光学素子、１５Ｒ  Ｒ光用光検出部、１５Ｇ  Ｇ光用光検出部、１５Ｂ  Ｂ光用光検出
部、１９１Ｒ  Ｒ光用空間光変調装置、１９１Ｇ  Ｇ光用空間光変調装置、１９１Ｂ  Ｂ
光用空間光変調装置、１９２  クロスダイクロイックプリズム、１９２ａ  第１ダイクロ
イック膜、１９２ｂ  第２ダイクロイック膜、１９４  投写光学系、１９６  スクリーン
【図１】
2007148220.tif 000003
【図２】
2007148220.tif 000004
【図３】
2007148220.tif 000005
【図４】
2007148220.tif 000006
【図５】
2007148220.tif 000007
【図６】
2007148220.tif 000008
【図７】
2007148220.tif 000009
【図８】
2007148220.tif 000010
【図９】
2007148220.tif 000011
【図１０】
2007148220.tif 000012
【図１１】
2007148220.tif 000013
【図１２】
2007148220.tif 000014
【図１３】
2007148220.tif 000015
【図１４】
2007148220.tif 000016
【図１５】
2007148220.tif 000017
【図１６】
2007148220.tif 000018
【図１７】
2007148220.tif 000019
【図１８】
2007148220.tif 000020
【図１９】
2007148220.tif 000021