(57)【要約】【課題】光源ユニットが取り外されたときに、光源を有する光源ユニットが取り外されたときに、光源ユニットの外部にレーザ光が射出されるのを防止することが可能なレーザ機器及びこれを用いた画像表示装置を提供すること。【解決手段】レーザ光を射出する光源を有する光源ユニット３と、該光源ユニット３が固定された筐体２と、光源ユニット３の内部に設けられるとともに、光源から射出された光の光路上に配置された光学部材１４と、光源ユニット３が筐体２から取り外された際、光学部材１４を汚染物質により汚染する汚染手段２０とを備えることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を射出する光源を有する光源ユニットと、
該光源ユニットが固定された筐体と、
前記光源ユニットの内部に設けられるとともに、前記光源から射出された光の光路上に配置された光学部材と、
前記光源ユニットが前記筐体から取り外された際、前記光学部材を汚染物質により汚染する汚染手段とを備えることを特徴とするレーザ機器。
【請求項２】
前記光学部材が、前記光源から射出されたレーザ光を通過させる射出窓であることを特徴とする請求項１に記載のレーザ機器。
【請求項３】
前記光学部材が、前記光源から射出されたレーザ光の波長を所定の波長に変換する波長変換素子であり、
前記汚染手段が、前記波長変換素子の入射面及び射出面の少なくとも一方を汚染することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレーザ機器。
【請求項４】
前記汚染物質が、前記光源から射出されたレーザ光の波長を吸収するインクあるいは塗料であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のレーザ機器。
【請求項５】
前記汚染物質が、前記光源から射出されたレーザ光を散乱させる微粉末であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のレーザ機器。
【請求項６】
前記光源ユニットが前記筐体から取り外された際、外気が進入可能な開口部が前記光源ユニットに形成され、
前記汚染物質が、前記外気と反応して前記光源から射出されたレーザ光を散乱させることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のレーザ機器。
【請求項７】
前記汚染手段が、前記汚染物質と該汚染物質を収容するとともに自身が圧縮された際に前記汚染物質を飛散させることが可能な容器とからなり、
前記光源ユニットが前記筐体から取り外された際、前記容器を圧縮する圧縮手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のレーザ機器。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のレーザ機器を備えることを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置及び画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から画像表示装置に用いられる光源装置は、小型で明るく、しかも照明光の照度分布が均一であることが望まれる。この光源としては、例えば半導体レーザから射出される光を平行化したものを主に用いている（例えば、特許文献１。）。
この特許文献１に記載のプロジェクタ装置は、赤色，緑色，青色の半導体レーザと、各半導体レーザから射出されたレーザ光を平行光にするコリメートレンズと、コリメートレンズにより平行化された光を導光する光ファイバと、光ファイバから射出された各色を変調する空間光変調器とを備えている。そして、各空間光変調器を通過した光は、投射レンズによりスクリーンに表示されるようになっている。
【特許文献１】特開２００３−２３３１２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、レーザ光を射出するレーザ機器及びレーザ光を用いて画像を表示する画像表示装置を使用する場合には、安全性には十分に配慮する必要がある。しかしながら、上記特許文献１に記載のプロジェクタ装置では、レーザ光源を筐体から故意に取り外したり、廃棄後に取り外れてしまった場合、レーザを有するユニットの外部に、レーザ光が射出されるおそれが生じてしまう。
【０００４】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、光源を有する光源ユニットが取り外されたときに、光源ユニットの外部にレーザ光が射出されるのを防止することが可能なレーザ機器及びこれを用いた画像表示装置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】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明のレーザ機器は、レーザ光を射出する光源を有する光源ユニットと、該光源ユニットが固定された筐体と、前記光源ユニットの内部に設けられるとともに、前記光源から射出された光の光路上に配置された光学部材と、前記光源ユニットが前記筐体から取り外された際、前記光学部材を汚染物質により汚染する汚染手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】
本発明に係るレーザ機器では、故意あるいは過失により、光源ユニットが筐体から取り外された際、汚染手段により光源ユニット内部の光学部材が汚染される。したがって、光源ユニットが筐体から取り外されても、簡易な構成で、光源から射出されたレーザ光が、光源ユニットの外部に射出されるのを防止することが可能となる。
【０００７】
また、本発明のレーザ機器は、前記光学部材が、前記光源から射出されたレーザ光を通過させる射出窓であることが好ましい。
本発明に係るレーザ機器では、故意あるいは過失により、光源ユニットが筐体から取り外された際、汚染手段により光源ユニットに設けられた射出窓が汚染される。したがって、汚染手段により、射出窓を汚染しているだけなので、簡易な構成で、レーザ光が射出窓から後段に射出されるのを防止することが可能となる。
【０００８】
また、本発明のレーザ機器は、前記光学部材が、前記光源から射出されたレーザ光の波長を所定の波長に変換する波長変換素子であり、前記汚染手段が、前記波長変換素子の入射面及び射出面の少なくとも一方を汚染することが好ましい。
【０００９】
本発明に係るレーザ機器では、故意あるいは過失により、光源ユニットが筐体から取り外された際、汚染手段により波長変換素子が汚染される。すなわち、波長変換素子の入射面及び射出面の少なくとも一方が汚染されているため、レーザ光が波長変換素子から射出されることがないので、レーザ光が光源ユニットの外部に射出されるのを防止することが可能となる。
【００１０】
また、本発明のレーザ機器は、前記汚染物質が、前記光源から射出されたレーザ光の波長を吸収するインクあるいは塗料であることが好ましい。
本発明に係るレーザ機器では、汚染物質としてインクあるいは塗料を用いることにより、光源ユニットが筐体から取り外された際、インクや塗料が光学部材に塗布されることになる。したがって、確実に光学部材を汚染することができるため、レーザ光が光源ユニットの外部に射出されるのを防止することが可能となる。
【００１１】
また、本発明のレーザ機器は、前記汚染物質が、前記光源から射出されたレーザ光を散乱させる微粉末であることが好ましい。
本発明に係るレーザ機器では、汚染物質として微粉末を用いることにより、光源ユニットが筐体から取り外された際、汚染物質である微粉末を光学部材の全体に付着させることができる。これにより、光源から射出されたレーザ光は、光学部材に付着した微粉末により散乱するため、レーザ光が光源ユニットの外部に射出されるのを防止することが可能となる。
【００１２】
また、本発明のレーザ機器は、前記光源ユニットが前記筐体から取り外された際、外気が進入可能な開口部が前記光源ユニットに形成され、前記汚染物質が、前記外気と反応して前記光源から射出されたレーザ光を散乱させることが好ましい。
【００１３】
本発明に係るレーザ機器では、光源ユニットが筐体から取り外された際、汚染物質は光源ユニットの開口部から進入した外気と反応する。これにより、光源から射出されたレーザ光は、外気と反応した汚染物質により散乱するため、レーザ光が光源ユニットの外部に射出されるのを防止することが可能となる。
【００１４】
また、本発明のレーザ機器は、前記汚染手段が、前記汚染物質と該汚染物質を収容するとともに自身が圧縮された際に前記汚染物質を飛散させることが可能な容器とからなり、前記光源ユニットが前記筐体から取り外された際、前記容器を圧縮する圧縮手段を備えることが好ましい。
【００１５】
本発明に係るレーザ機器では、故意あるいは過失により、光源ユニットが筐体から取り外された際、圧縮手段により容器が圧縮される。これにより、容器に収容された汚染物質が飛散し光学部材が汚染される。したがって、簡易な構成で、レーザ光が光源ユニットの外部に射出されるのを防止することが可能となる。
【００１６】
本発明の画像表示装置は、上記のレーザ機器を備えることを特徴とする。
本発明に係る画像表示装置では、レーザ光が光源ユニットの外部に射出されるのを防止されたレーザ機器を用いることにより、安全性の高い画像表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明に係るレーザ機器及び画像表示装置の実施形態について説明する。なお、以下の図面においては、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１８】
［第１実施形態］
次に、本発明の第１実施形態について、図１から図３を参照して説明する。
本実施形態に係るレーザ機器１は、図１に示すように、筐体２の内部に光源ユニット３が配置されており、この光源ユニット３の内部には、光源モジュール４と、光源モジュール４に設けられたＳＨＧ（波長変換素子、光学部材）１４を汚染物質により汚染する汚染部（汚染手段）２０と、汚染手段２０を圧縮する圧縮部（圧縮手段）３０とが設けられている。
【００１９】
光源ユニット３は、図２に示すように、周縁部につば部３ａが設けられたケースを有し、このつば部３ａにはネジ孔３ｂが形成されている。また、筐体２には、光源ユニット３のネジ孔３ｂに対応した位置にネジ溝２ａが形成されている。そして、このネジ孔３ｂ及びネジ溝２ａにネジ３ｃが挿通され、このネジ３ｃにより、光源ユニット３が筐体２に固定されている。
【００２０】
光源モジュール４は、収納体５の内部に、図１及び図２に示すように、レーザ光を射出する光源１１及び外部共振器ミラー１２を有するレーザ共振器１３と、レーザ光の光軸Ｏ上に配置されるとともに、レーザ共振器１３から射出されたレーザ光の波長を所定の波長に変換する波長変換素子（Second  Harmonic  Generation、以下ＳＨＧと称す）１４とを備えている。このＳＨＧ１４は、例えば、赤外のレーザ光を射出する光源（例えば、波長：１０６０ｎｍ）１１から射出されたレーザ光を半波長に波長変換し、緑色光を生成するものである。
また、光源モジュール４の収納体５には、ＳＨＧ１４から射出されたレーザ光の光軸Ｏ上に開口部５ａが設けられている。この開口部５ａには、射出窓１５が設けられており、開口部５ａを通過したレーザ光は射出窓１５を介して光源モジュール４の外部に射出されるようになっている。
また、外部共振器ミラー１２は、光源１１の射出光をその光源１１に向けて高効率で反射するミラーであり、光源１１と共にレーザ共振器１３の構成要素をなしている。この外部共振器ミラー１２の反射率は、例えば９９パーセント位とする。
【００２１】
汚染手段２０は、図２に示すように、光源モジュール４の近傍に配置されており、汚染物質が収容されるとともに、変形可能である樹脂製の容器２１と、容器２１内の汚染物質を噴射させるノズル２２とから構成されている。この容器２１は、自身が圧縮された際に、ノズル２２を介して汚染物質を飛散させることが可能となっている。
また、光源モジュール４の収納体５には、ノズル２２の外形と略同一の大きさの貫通孔５ｂが形成されており、この貫通孔５ｂにノズル２２が貫通されている。また、汚染物質は、光源１１から射出されたレーザ光の波長を吸収する塗料である。
【００２２】
さらに、圧縮部３０は、光源ユニット３の内部に設けられており、汚染手段２０を圧縮可能な断面Ｔ字状の圧縮部材２３と、圧縮部材２３を上方から下方に向けて付勢するバネ２６とが設けられている。
圧縮部材２３は、棒状の移動部材２４と、この移動部材２４の上面２４ａに固定された平板状の押圧部材２５とから構成されている。この移動部材２４は、光源ユニット３の下部に設けられた貫通孔３ｄに挿通され、軸方向に移動可能となっている。また、移動部材２４は、底面２４ｂが筐体２の底面２ｂと接触するように配置されている。また、押圧部材２５と光源ユニット３の内壁の底面３ｅとの間に、汚染手段２０の容器２１が配置されている。
バネ２６は、光源ユニット３の内壁の上面３ｆと押圧部材２５の上面２５ａとの間に常時付勢されて配置されている。このバネ２６の付勢力により、移動部材２４の底面２４ｂが筐体２の底面２ｂに押し付けられている。すなわち、移動部材２４が貫通孔３ｄから筐体２の底面２ｂ方向に突出すると、バネ２６の付勢力で押圧部材２５により容器２１が圧縮され、容器２１内部の汚染物質がノズル２２から光源モジュール４の収納体５内部に飛散するようになっている。
【００２３】
また、光源ユニット３の側面３ｇには、光軸Ｏ上に配置されたレンズ３１が設けられており、さらに、射出窓１５とレンズ３１との間には、光源１１から射出されたレーザ光の輝度を画像信号に応じて変調するライトバルブ３２が設けられている。
【００２４】
次に、以上の構成からなる本実施形態のレーザ機器１の光源ユニット３が筐体２から取り外された場合について説明する。
光源ユニット３のつば部３ａに設けられたネジ３ｃが外され、光源ユニット３が筐体２から取り外される。このとき、図３に示すように、移動部材２４が貫通孔３ｄから筐体２の底面２ｂ方向に突出する。これにより、バネ２６の付勢力が押圧部材２５に加わり容器２１が押し潰され、容器２１内部の汚染物質が光源モジュール４の収納体５内部に飛散する。
【００２５】
本実施形態に係るレーザ機器１では、故意あるいは過失により、光源ユニット３が筐体２から取り外された際、汚染物質により射出窓１５が汚染される。したがって、光源ユニット３が筐体２から取り外されても、簡易な構成で、レーザ光が光源ユニット３の外部に射出されるのを防止することが可能となる。
なお、本実施形態において、ライトバルブ３２を光源ユニット３の内部に配置したが、光源ユニット３の外部に配置されていても良い。また、汚染物質を光源モジュール４の収納体５内部に飛散させたが、少なくともＳＨＧ１４の入射面及び射出面の一方が汚染されれば良い。
また、ノズル２２の先端に薄い隔壁が設けられ、容器２１が圧縮されることにより、この隔壁が取り除かれ、汚染物質が光源モジュール４の収納体５内部に飛散するようになっていても良い。この構成では、光源ユニット３が筐体２に固定されている場合に、収納体５の内部に汚染物質が漏れ出ることを確実に抑えることが可能となる。
【００２６】
［第２実施形態］
次に、本発明に係る第２実施形態について、図４を参照して説明する。なお、以下に説明する各実施形態において、上述した第１実施形態に係るレーザ機器１と構成を共通とする箇所には同一符号を付けて、説明を省略することにする。
本実施形態に係るレーザ機器３５では、筐体２の底面２ｂに窪み３６が設けられている点において第１実施形態と異なる。
【００２７】
窪み３６は、圧縮部材２３の移動部材２４の外形と略同一の大きさである。光源ユニット３が、図４に示すように、筐体２に固定されている状態では、圧縮部材２３の押圧部材２５は、容器２１に接触している。すなわち、この状態では、容器２１は圧縮されていない。そして、光源ユニット３のつば部３ａに設けられたネジ３ｃが外され、光源ユニット３が筐体２から取り外されると、第１実施形態と同様に容器２１が押し潰され、容器２１内部の汚染物質が光源モジュール４の収納体５内部に飛散する。
【００２８】
組み立て方法としては、例えば、移動部材２４を薄板で押さえ、移動部材２４の底面２４ｂと筐体２の底面とを面一にした状態で、光源ユニット３を筐体２にネジ３ｃにより仮締めする。その後、薄板を引き抜いて、移動部材２４を窪み３６に落とす。このとき、押圧部材２５と容器２１とが接触し、図４に示す状態となる。
【００２９】
本実施形態に係るレーザ機器３５では、光源ユニット３が筐体２に固定されている状態では、移動部材２４が窪み３６に嵌っているため、筐体２の底面２ａに薄板を差し込んで保持することが不可能となる。すなわち、第１実施形態のレーザ機器１では、故意に光源ユニット３を筐体２から外そうとする場合、薄板で移動部材２４の底面２４ｂを押さえることにより、光源ユニット３を取り外すことができてしまう。しかしながら、本実施形態では、窪み３６が設けられているため、薄板を移動部材２４の底面２４ｂに挿入することができないので、光源ユニット３を筐体２から不正に取り外すことを防止することが可能となる。
【００３０】
［第３実施形態］      
次に、本発明に係る第３実施形態について、図５を参照して説明する。
本実施形態の画像表示装置としては、図５に示すように、画像信号に応じた光をスクリーン４４に投射する３板方式のプロジェクタ４０を例に挙げて説明する。
本実施形態では、第１実施形態のレーザ機器１あるいは第２実施形態のレーザ機器３０のいずれも適用可能である。
【００３１】
プロジェクタ４０は、光源１１として赤色光を射出する赤色光源ユニット４１Ｒと、光源１１として緑色光を射出する緑色光源ユニット４１Ｇと、光源１１として青色光を射出する青色光源ユニット４１Ｂとを備えており、これら光源ユニット４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂは、筐体２にネジ３ｃによりそれぞれ固定されている。また、それぞれの光源ユニット４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂの内部には、各光源から射出された赤色光、緑色光、青色光の輝度を画像信号に応じて変調するライトバルブ３２として透過型液晶ライトバルブがそれぞれ設けられている。また、プロジェクタ４０は、ライトバルブ３２により、変調された各色光を合成してカラー画像とするダイクロイックプリズム４２と、ダイクロイックプリズム４２から射出されたカラー画像をスクリーン４４に投射する投射レンズ４３とを備えている。
【００３２】
本実施形態に係るプロジェクタ４０では、赤色，緑色，青色光源ユニット４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂが筐体２に固定されているため、これら光源ユニット４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂが筐体２から取り外された際、汚染物質によりＳＨＧ１４が汚染される。したがって、レーザ光が赤色，緑色，青色光源ユニット４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂの外部に射出されるのを防ぐことができるので、プロジェクタ４０の安全性を高めることが可能となる。
【００３３】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、レーザ機器として、図６に示すように、光源１１から射出されたレーザ光を通過させる射出窓（光学部材）５１を外部から汚染物質により汚染するレーザ機器５０であっても良い。この構成では、射出窓５１から後段、すなわち、レーザ光が光源モジュール４から外部に射出されるのを防止することが可能となる。
また、光源モジュール４から射出されたレーザ光が、図６に示すように、光源ユニット３の内壁の上面３ｆに向かった後、反射ミラー５２により光路が９０度変換され、光源ユニット３の側面３ｇに配置されたレンズ３１に向かう構成であっても良い。この構成の場合、光源ユニット３が筐体２から取り外された際、光学部材である反射ミラー５２を汚染物質により汚染することにより、光源モジュール４から射出されたレーザ光が光源ユニット３の外部に射出されるのを防止することが可能となる。
【００３４】
さらに、図７に示すように、光源ユニット３の内壁の底面３ｅに、光源ユニット３が筐体２から取り外された際、外気が進入可能な開口部６１が形成されたレーザ機器６０であっても良い。また、光源モジュール４の収納体５には、開口部６１に対応した位置に貫通孔６２が設けられており、光源ユニット３が筐体２から取り外された際、開口部６１及び貫通孔６２を介して、収納体５の内部に外気が進入可能となっている。
この構成の場合、光源ユニット３が筐体２から取り外されると、開口部６１及び貫通孔６２から外気が進入し、汚染物質が外気と反応して、光源１１から射出されたレーザ光を散乱させることになる。したがって、光源１１から射出されたレーザ光は、外気と反応した汚染物質により散乱するため、レーザ光が光源ユニット３の外部に射出されるのを防止することが可能となる。なお、外気中の水分と反応する汚染物質としては、シアノアクリレート等が挙げられる。
【００３５】
また、上述した汚染物質は、塗料に限るものではなく、光源１１から射出されたレーザ光の波長を吸収するインクであっても良い。また、汚染物質は、光源１１から射出されたレーザ光を散乱させる、例えば、白い粉末（微粉末）であっても良い。この構成では、汚染物質として微粉末を用いることにより、光源ユニット３が筐体２から取り外された際、汚染物質を光学部材の全体に付着させることができる。これにより、光源１１から射出されたレーザ光は、光学部材に付着した微粉末により散乱するため、レーザ光が光源ユニット３の外部に射出されるのを防止することが可能となる。
【００３６】
また、上述した実施形態では、ライトバルブとして透過型の液晶表示装置を用いたが反射型の液晶表示装置、デジタルマイクロミラーデバイス（Digital Micromirror Device）等を用いることもできる。また、本発明の画像表示装置は、プロジェクタを用いて説明したが、プロジェクタ等の投射型表示装置以外に、光源から射出された光を走査する走査手段を備え、この走査手段によりスクリーンにレーザ光をスキャンして表示するレーザスキャンプロジェクタであっても良い。さらに、本発明のレーザ機器を直視型の液晶用光源に利用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１実施形態に係るレーザ機器のブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るレーザ機器を示す要部断面図である。
【図３】図１のレーザ機器の光源ユニットが筐体から取り外された状態を示す要部断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るレーザ機器の要部断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る画像表示装置を示す平面図である。
【図６】上記各実施形態のレーザ機器の変形例を示す要部断面図である。
【図７】上記各実施形態のレーザ機器の変形例を示す要部断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１，３５，５０，６０…レーザ機器、２…筐体、３…光源ユニット、１１…光源、１４…ＳＨＧ（波長変換素子、光学部材）、２０…汚染部（汚染手段）、３０…圧縮部（圧縮手段）、４０…プロジェクタ（画像表示装置）、５１…射出窓（光学部材）、６１…開口部
【図１】
2007129133.tif 000003
【図２】
2007129133.tif 000004
【図３】
2007129133.tif 000005
【図４】
2007129133.tif 000006
【図５】
2007129133.tif 000007
【図６】
2007129133.tif 000008
【図７】
2007129133.tif 000009