JP2008152020A - レーザ光源装置、画像表示装置、モニタ装置及び照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＳＨＧ素子の駆動初期状態におけるオーバーシュートを抑制したレーザ光源装置、画像表示装置、モニタ装置及び照明装置を提供すること。
【解決手段】基本波のレーザ光を射出する光源１１と、レーザ光の波長を変換するＳＨＧ素子１２と、ＳＨＧ素子１２の温度を検出する温度検出部１４と、ＳＨＧ素子１２の温度制御を行う温度制御部１５とを備え、温度検出部１４が、温度の検出間隔をＳＨＧ素子１２の駆動初期よりも駆動安定期で短くするタイミング制御部２７を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、レーザ光源装置、画像表示装置、モニタ装置及び照明装置に関する。

一般に、プロジェクタ用の照明光源としては、高圧水銀ランプが知られている。しかし、高圧水銀ランプは、色再現性範囲の制約や瞬時点灯、寿命などに問題がある。そこで、レーザ光源を照明光源として用いることが提案されている。
ところが、レーザ光源は、例えば青色光のような波長の短い光を十分な光量で直接発光することができない。そこで、基本波を第２高調波に変換するＳＨＧ（Second Harmonic Generation：第２高調波発生）素子を用いて、赤外光を青色光に変換している。
しかし、ＳＨＧ素子は、波長変換効率の温度許容幅が狭いため、温度を一定に保持する必要がある。そこで、ＳＨＧ素子の温度をサーミスタ素子などにより検出し、この検出結果に基づいてペルチェ素子などの温度調節手段によりＳＨＧ素子の温度を一定にすることを目的としたレーザ光源装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−２２８５５２号公報

しかしながら、上記従来のレーザ光源装置においても、以下の課題が残されている。すなわち、ＳＨＧ素子の温度制御は、サーミスタ素子などを用いてＳＨＧ素子の温度を検出することで行われている。しかし、ＳＨＧ素子に熱容量があるので、供給された熱量に応じた温度（想定温度）に到達するまでにある程度の時間を要し、想定温度と検出時における実際の温度との間に誤差が生じてしまう。そのため、高い波長変換効率が得られる温度までＳＨＧ素子を加熱する駆動初期状態では、想定温度よりも低い温度が検出される。そして、ＳＨＧ素子には、検出された温度と想定温度との差に応じた熱量が供給される。これにより、ＳＨＧ素子が過度に加熱され、ＳＨＧ素子が設定温度を超えて加熱されるオーバーシュートが発生するという問題がある。

本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたもので、ＳＨＧ素子の駆動初期状態におけるオーバーシュートを抑制したレーザ光源装置、画像表示装置、モニタ装置及び照明装置を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明にかかるレーザ光源装置は、基本波のレーザ光を射出する光源と、前記レーザ光の波長を変換する波長変換素子と、該波長変換素子の温度を検出する温度検出部と、前記波長変換素子の温度制御を行う温度制御部とを備え、前記温度検出部が、温度の検出間隔を前記波長変換素子の駆動初期よりも駆動安定期で短くするタイミング制御部を有することを特徴とする。

この発明では、駆動初期における温度の検出間隔を駆動安定期よりも長くすることで、検出温度との誤差の大きな駆動初期における温度の検出回数が少なくなるので、駆動初期におけるオーバーシュートを抑制できる。
すなわち、波長変換素子は、熱容量の影響により、供給された熱量に応じた温度に到達するまでにある程度の時間を要する。そのため、波長変換素子の温度を加熱後から短時間で検出すると、供給された熱量に応じた温度（想定温度）と実際の検出温度との間に誤差が生じる。また、設定温度と検出温度との差が大きい駆動初期では、温度制御部によって制御される波長変換素子の熱量の変化量が大きくなる。このため、駆動初期では、検出温度と実際の温度との誤差が大きくなる。
そこで、駆動初期において検出間隔を長くし、波長変換素子が想定温度に到達するまたは想定温度に近づくまでの時間を十分に確保することで、実際の検出温度と想定温度と差が小さくなる。これにより、波長変換素子に過度の熱量が供給され、設定温度を超えて加熱されることを防止する。したがって、駆動初期におけるオーバーシュートを抑制し、温度制御の高速化が図れる。
また、波長変換素子の温度が設定温度の近傍である駆動安定期において、温度の検出間隔を短くし、検出温度との誤差が小さい駆動安定期における温度の検出回数を多くする。これにより、駆動安定期における波長変換素子の温度制御の高精度化が図れる。

また、本発明にかかるレーザ光源装置は、前記温度検出部が、前記駆動初期と前記駆動安定期とを判別する判別部を備えることとしてもよい。
この発明では、判別部が波長変換素子の駆動初期と駆動安定期との判別を行い、タイミング制御部がこの判別に基づいて検出間隔を制御する。

また、本発明にかかるレーザ光源装置は、前記判別部が、前記波長変換素子の設定温度と検出温度との差により前記駆動初期と前記駆動安定期とを判別することが好ましい。
この発明では、設定温度と検出温度との差が所定の値より小さくなったときに、判別部が駆動初期から駆動安定期に移行したと判別する。

また、本発明にかかるレーザ光源装置は、前記判別部が、前記波長変換素子の駆動時間により前記駆動初期と前記駆動安定期とを判別することが好ましい。
この発明では、波長変換素子の駆動時間が所定の時間を経過したときに、判別部が駆動初期から駆動安定期に移行したと判断する。

また、本発明にかかるレーザ光源装置は、基本波のレーザ光を射出する光源と、前記レーザ光の波長を変換する波長変換素子と、該波長変換素子の温度を検出する温度検出部と、前記波長変換素子の温度制御を行う温度制御部とを備え、前記温度検出部が、最初の温度の検出を前記光源の駆動開始後とするタイミング制御部を有することを特徴とする。

この発明では、波長変換素子がレーザ光により加熱された後に温度検出部により温度の検出を行うことで、波長変換素子の実際の温度と最初の検出温度との間の差を小さくでき、駆動初期におけるオーバーシュートを抑制できる。
すなわち、温度検出部による温度の最初の検出を光源の駆動後に行うことで、最初の検出までの間に、波長変換素子がレーザ光を吸収して加熱する。これにより、最初の検出時における設定温度と検出温度との間の差が、駆動開始時に最初の検出を行う場合と比較して小さくなる。そのため、温度制御部から波長変換素子に供給される熱量の変化量が小さくなる。したがって、上述したように、検出温度と実際の温度との間には誤差が発生するが、この誤差に起因した熱量の変化量が小さくなるので、駆動初期におけるオーバーシュートを抑制できる。

また、本発明にかかるレーザ光源装置は、前記温度制御部が、前記波長変換素子の温度を調節する調節部と、前記温度検出部の検出結果から前記調節部による温度の制御量を算出する制御量算出部とを有することとしてもよい。
この発明では、制御量算出部が検出結果から算出した制御量に基づいて、調節部が波長変換素子の温度を調節する。

また、本発明にかかるレーザ光源装置は、前記調節部が、供給された電力により前記波長変換素子の加熱、冷却を行い、前記制御量算出部が、前記調節部に供給する電力量を算出することとしてもよい。
この発明では、調節部が供給された電力により波長変換素子を加熱、冷却することで、波長変換素子の温度を調節する。

また、本発明にかかるレーザ光源装置は、前記波長変換素子が、前記基本波の第２高調波を出力することが好ましい。
この発明では、基本波のレーザ光が、波長変換素子によりその波長が半分である第２高調波のレーザ光に変換される。

また、本発明にかかるレーザ光源装置は、前記温度検出部が、前記波長変換素子の温度に応じて抵抗値が変化するサーミスタ素子を有することが好ましい。
この発明では、サーミスタ素子の抵抗値の変化により、波長変換素子の温度を検出する。

また、本発明にかかる画像表示装置は、上記記載のレーザ光源装置と、該レーザ光源装置から射出した光を画像信号に応じて変調する光変調手段と、該光変調手段により形成された画像を投射する投射手段とを備えることを特徴とする。
この発明では、上述と同様に、オーバーシュートの発生を抑制できる。したがって、レーザ光源装置からの射出光の光量が安定し、表示される画像品質が向上する。

また、本発明にかかる画像表示装置は、上記記載のレーザ光源装置と、該レーザ光源装置から射出した光を被投射面上で走査する走査手段とを備えることを特徴とする。
この発明では、上述と同様に、オーバーシュートの発生を抑制できる。したがって、レーザ光源装置からの射出光の光量が安定し、表示される画像品質が向上する。

また、本発明にかかるモニタ装置は、上記記載のレーザ光源装置と該レーザ光源装置により照射された被写体を撮像する撮像手段とを備えることを特徴とする。
この発明では、上述と同様に、オーバーシュートの発生を抑制できる。したがって、レーザ光源装置からの射出光の光量が安定し、撮像した画像の品質が向上する。

また、本発明にかかる照明装置は、上記記載のレーザ光源装置を備えることを特徴とする。
この発明では、上述と同様に、オーバーシュートの発生を抑制できる。したがって、照明光の光量を安定させることができる。

［第１の実施形態］
以下、本発明におけるレーザ光源装置の第１の実施形態を、図面に基づいて説明する。ここで、図１はレーザ光源装置を示す概略構成図、図２はＳＨＧ素子による規格化した波長変換効率の温度依存性を示すグラフ、図３はＳＨＧ素子の温度及び温度検出タイミングを示す説明図である。

〔レーザ光源装置〕
本実施形態におけるレーザ光源装置１は、例えば波長が９００ｎｍの赤外光を４５０ｎｍの青色光に変換して射出するレーザ光源装置である。そして、レーザ光源装置１は、図１に示すように、基本波のレーザ光を射出する光源１１とＳＨＧ素子１２と外部共振ミラー（反射部）１３と温度検出部１４と温度制御部１５とを備えている。

光源１１は、基本波である波長が例えば９００ｎｍの赤外光を射出するＬＤ（Laser Diode）素子を備えている。また、光源１１は、駆動制御部２１から供給される駆動信号によりその駆動が制御されている。ここで、駆動制御部２１は、交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣ変換器、電圧値を変更するＤＣ／ＤＣ変換器及び制御回路を備えており、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）された駆動信号を光源１１に供給している。
そして、光源１１の射出端面には、赤外光の射出口を除いて例えば誘電体多層膜で構成された反射膜２２が設けられている。この反射膜２２は、基本波である赤外光と変換された青色光に対して高い反射率を有している。

ＳＨＧ素子１２は、例えば非線形結晶であるＫＮｂＯ_３（ニオブ酸カリウム）で構成されており、入射した波長９００ｎｍの赤外光を第２高調波である波長４５０ｎｍの青色光に変換して射出する。ここで、ＳＨＧ素子１２の波長変換効率の温度依存性を、図２に示す。図２では、最大変換効率を１として規格化した波長変換効率の温度依存性を示している。図２に示すように、最大変換効率に対して９０％以上の変換効率を得るためには、ＳＨＧ素子１２の温度を最大変換効率が得られる温度に対して±１℃以内で制御する必要がある。
外部共振ミラー１３は、基本波である赤外光と変換された青色光に対して例えば９９％程度の反射率を有している。
これら反射膜２２、ＳＨＧ素子１２及び外部共振ミラー１３によって、外部共振器２３が構成されている。

温度検出部１４は、サーミスタ素子２４と温度算出部（検出結果算出部）２５と判別部２６とタイミング制御部２７とを備えている。
サーミスタ素子２４は、例えば温度の上昇に伴ってその抵抗値が減少し、温度の下降に伴ってその抵抗値が増大する負特性のサーミスタ素子で構成されており、ＳＨＧ素子１２の温度変化に応じてその抵抗値が変化する。
温度算出部２５は、タイミング制御部２７からタイミング信号が供給されたときのサーミスタ素子２４の抵抗値からＳＨＧ素子１２の温度を算出し、この検出結果を温度制御部１５に出力する構成となっている。

判別部２６は、ＳＨＧ素子１２の設定温度と温度算出部２５により算出されたＳＨＧ素子１２の温度との差が所定の値（例えば１℃）以上であるときに駆動初期、所定の値より小さいときに駆動安定期であると判別する構成となっている。そして、判別部２６は、その判別結果をタイミング制御部２７に出力する構成となっている。なお、上記所定の値は、ＳＨＧ素子１２の熱容量やサーミスタ素子２４の特性に応じてあらかじめ設定されている。

タイミング制御部２７は、判別部２６による判別結果に基づいて温度算出部２５に対してサーミスタ素子２４の抵抗値からＳＨＧ素子１２の温度を算出させるタイミング信号を出力する。ここで、タイミング制御部２７が出力するタイミング信号の間隔は、ＳＨＧ素子１２の駆動初期において例えば２秒となっており、駆動安定期において例えば０．１秒となっている。また、タイミング制御部２７は、光源１１の駆動と同時にタイミング信号を温度算出部２５に出力する構成となっている。なお、駆動初期及び駆動安定期におけるタイミング信号の間隔は、ＳＨＧ素子１２の熱容量やサーミスタ素子２４の特性に応じてあらかじめ設定されている。

ここで、温度検出部１４によるＳＨＧ素子１２の実際の検出温度とＳＨＧ素子１２に供給された熱量に応じた温度（想定温度）との間には誤差が生じる。すなわち、ＳＨＧ素子１２を加熱すると、加熱に伴ってＳＨＧ素子１２の温度が上昇するが、ＳＨＧ素子１２が熱容量を有しているためにＳＨＧ素子１２の温度が供給された熱量に対応する温度まで変化するまでに時間を要する。したがって、ＳＨＧ素子１２の温度検出をより速く行うためにＳＨＧ素子１２を加熱してから十分な時間（例えば２分）を与えずに短い時間（例えば０．１秒）で温度検出を行うと、ＳＨＧ素子１２が十分に加熱されていないので、ＳＨＧ素子１２の温度を供給された熱量に対応するＳＨＧ素子１２の温度（想定温度）よりも低く検出することとなる。同様に、ＳＨＧ素子１２を冷却した場合においても遅延が生じるため、ＳＨＧ素子１２の温度を奪った熱量に対応するＳＨＧ素子１２の温度よりも高く検出することとなる。

温度制御部１５は、ＳＨＧ素子１２を加熱、冷却するヒータ（調節部）２８と、ヒータ２８に供給する電力量を算出する電力量算出部（制御量算出部）２９とを備えており、ＳＨＧ素子１２の温度を波長変換効率が最大となる例えば５３．５℃となるように制御する構成となっている。
ヒータ２８は、電力量に応じて発熱し、ＳＨＧ素子１２を加熱する。なお、上述したように、ＳＨＧ素子１２は、波長変換効率が最大となる温度（５３．５℃）が室温よりも十分に高いため、ヒータ２８に供給される電力量が小さいと、ＳＨＧ素子１２は冷却されることとなる。
電力量算出部２９は、温度算出部２５から供給される検出結果を取得し、取得した検出結果とＳＨＧ素子１２の設定温度（例えば５３．５℃）との差分に基づいてＰＩＤ制御法（比例制御（Proportional Control)、積分制御（Integral Control)及び微分制御（Derivative Control)を組み合わせたフィードバック制御方法の１つ）によりヒータ２８に供給する電力量（制御量）を算出する構成となっている。

以上のような構成のレーザ光源装置１では、光源１１から射出した赤外光がＳＨＧ素子１２に入射する。そして、ＳＨＧ素子１２は、赤外光から第２高調波である青色光を発生させ、一部を外部共振ミラー１３から射出させる。
ここで、温度算出部２５は、光源１１の駆動開始とほぼ同時にタイミング制御部２７から供給されるタイミング信号に基づいて、サーミスタ素子２４の抵抗値からＳＨＧ素子１２の温度検出を行う。そして、電力量算出部２９は、検出温度と設定温度との差分に基づいてＰＩＤ制御によりヒータ２８に供給する電力量を算出する。そして、ヒータ２８は、供給された電力量に応じて発熱してＳＨＧ素子１２を加熱する。

また、判別部２６は、検出温度と設定温度との差が所定の値（例えば１℃）以上である場合に、ＳＨＧ素子１２が駆動初期にあると判別し、その判別結果をタイミング制御部２７に出力する。そして、タイミング制御部２７は、温度算出部２５に対して例えば２秒の間隔でタイミング信号を出力する。これにより、温度算出部２５は、図３に示すように、光源１１の駆動から２秒後にＳＨＧ素子１２の温度検出を行う。そして、電力量算出部２９が検出温度と設定温度との差分に基づいて電力量を算出し、ヒータ２８が供給される電力量に応じてＳＨＧ素子１２を加熱する。
その後、温度算出部２５は、タイミング制御部２７から供給されるタイミング信号に基づいて、２秒間隔でＳＨＧ素子１２の温度検出を行う。そして、電力量算出部２９が検出温度と設定温度との差分に基づいて電力量を算出し、ヒータ２８が供給される電力量に応じてＳＨＧ素子１２を加熱する。

ところで、検出温度と設定温度との差が大きいほど、ヒータ２８に供給される電力量の変化量は大きくなる。したがって、検出温度と設定温度との差が大きい駆動初期では、ヒータ２８に供給される電力量が大きい。また、上述したように、ＳＨＧ素子１２の検出温度とＳＨＧ素子１２の温度を供給された熱量に対応するＳＨＧ素子１２の温度（想定温度）との間には誤差が発生しているので、駆動初期における検出温度が想定温度よりも低く見積もられている。そして、ヒータ２８に供給される電力量の変化量が大きくなるほど、検出温度と想定温度との誤差が大きくなる。したがって、電力量算出部２９は、過度の電力量をヒータ２８に供給することとなる。
そこで、駆動初期における温度検出部１４による検出間隔を２秒として検出間隔を長くし、ＳＨＧ素子１２が想定温度に到達するまたは近づくまでの時間を十分に確保することで、検出温度と想定温度との差が小さくなる。これにより、ヒータ２８に対して過度の電力量が供給されることが防止される。

また、判別部２６は、検出温度と設定温度との差が所定の値（例えば１℃）以下である場合に、ＳＨＧ素子１２が駆動安定期にあると判別し、その判別結果をタイミング制御部２７に出力する。そして、タイミング制御部２７は、温度算出部２５に対して例えば０．１秒の間隔でタイミング信号を出力する。これにより、温度算出部２５は、タイミング制御部２７から供給されるタイミング信号に基づいて、図３に示すように、０．１秒間隔でＳＨＧ素子１２の温度検出を行う。そして、電力量算出部２９が検出温度と設定温度との差分に基づいて電力量を算出し、ヒータ２８が供給される電力量に応じてＳＨＧ素子１２を加熱する。なお、ＳＨＧ素子１２の冷却は、ヒータ２８に供給する電力量を減少させるか、電力を供給しないことによって行われる。このように、温度検出部１４による検出回数を多くすることで、ＳＨＧ素子１２の温度制御が高速かつ高精度で行われる。

以上のように、本実施形態におけるレーザ光源装置１によれば、温度検出部１４による温度の検出間隔を駆動初期において例えば２秒として駆動安定期における検出間隔よりも長くすることで、ＳＨＧ素子１２が想定温度に到達するまたは近づくまでの時間を十分に確保できる。これにより、ヒータ２８に対して電力が過度に供給されることを防止して、駆動初期におけるオーバーシュートを抑制できる。また、駆動安定期における温度の検出間隔を短くし、検出温度との誤差が小さい駆動安定期における温度の検出回数を多くする。

［第２の実施形態］
次に、本発明におけるレーザ光源装置の第２の実施形態を、図面に基づいて説明する。ここで、図４は、レーザ光源装置を示す概略構成図である。なお、本実施形態では、第１の実施形態と温度検出部の構成が異なるため、この点を中心に説明すると共に、上記実施形態で説明した構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。

本実施形態におけるレーザ光源装置３０は、図４に示すように、温度検出部３１の判別部３２が光源１１の駆動開始から所定の時間の経過前までを駆動初期と判別し、所定の時間の経過後を駆動安定期と判別する構成となっている。なお、この所定の時間は、ＳＨＧ素子１２の熱容量やサーミスタ素子２４の特性などに応じてあらかじめ設定されている。

以上のような構成のレーザ光源装置３０では、上述と同様に、光源１１から射出した赤外光をＳＨＧ素子１２において第２高調波である青色光に変換し、一部を外部共振ミラー１３から射出させる。
ここで、温度算出部２５は、タイミング制御部４２から出力するタイミング信号に基づいて、サーミスタ素子２４の抵抗値からＳＨＧ素子１２の温度検出を行う。また、判別部３２は、光源１１の駆動開始から所定の時間の経過前までを駆動初期と判別し、所定の時間の経過後を駆動安定期と判別し、その判別結果をタイミング制御部２７に出力する。そして、タイミング制御部２７は、温度算出部２５へ出力するタイミング信号の間隔を駆動初期で例えば２秒とし、駆動安定期で例えば０．１秒とする。
電力量算出部２９は、検出温度と設定温度との差分に基づいてＰＩＤ制御によりヒータ２８に供給する電力量を算出する。そして、ヒータ２８は、供給された電力量に応じて発熱してＳＨＧ素子１２を加熱する。

以上のように、本実施形態におけるレーザ光源装置３０においても、上述した第１の実施形態と同様の作用、効果を奏する。

［第３の実施形態］
次に、本発明におけるレーザ光源装置の第３の実施形態を、図面に基づいて説明する。ここで、図５は、レーザ光源装置を示す概略構成図である。なお、本実施形態では、第１の実施形態と温度検出部の構成が異なるため、この点を中心に説明すると共に、上記実施形態で説明した構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。

本実施形態におけるレーザ光源装置４０は、図５に示すように、温度検出部４１がサーミスタ素子２４と温度算出部２５とタイミング制御部４２とを有している。
タイミング制御部４２は、光源１１の駆動開始から所定時間の経過後に最初のタイミング信号を温度算出部２５に出力する構成となっている。また、タイミング制御部４２は、駆動初期及び駆動安定期にわたって一定の間隔でタイミング信号を出力する構成となっている。なお、この所定の時間は、ＳＨＧ素子１２の熱容量や光源１１から射出する赤外光の光量、サーミスタ素子２４の特性などに応じてあらかじめ設定されている。

以上のような構成のレーザ光源装置４０では、上述と同様に、光源１１から射出した赤外光をＳＨＧ素子１２において第２高調波である青色光に変換し、一部を外部共振ミラー１３から射出させる。
ここで、温度算出部２５は、タイミング制御部４２から出力するタイミング信号に基づいて、サーミスタ素子２４の抵抗値からＳＨＧ素子１２の温度検出を行う。このとき、タイミング制御部４２は、図６に示すように、光源１１の駆動開始から所定時間までタイミング信号を温度算出部２５に出力しない。また、ＳＨＧ素子１２は、光源１１から射出した赤外光を吸収して加熱される。そのため、最初のタイミング信号が供給されるときには、ＳＨＧ素子１２の温度が駆動開始時点よりも設定温度に近づくことになる。これにより、温度算出部２５による最初の検出温度と設定温度との差が、駆動開始時点で最初の検出を行うことと比較して、小さくなる。
したがって、電力量算出部２９がヒータ２８に供給する電力量の変化量が小さくなることで、ヒータ２８に対して過度の電力量が供給されることが防止される。

以上のように、本実施形態におけるレーザ光源装置４０によれば、ＳＨＧ素子１２がレーザ光により加熱された後に温度検出部４１により温度の検出を行うことで、ＳＨＧ素子１２の実際の温度と最初の検出温度との間の誤差を小さくできるので、駆動初期におけるオーバーシュートを抑制できる。

〔プロジェクタ〕
上述した実施形態におけるレーザ光源装置１、３０は、例えば図７に示すようなプロジェクタ（画像表示装置）１００の光源装置として用いられる。ここで、図７は、プロジェクタ１００を示す概略構成図である。
このプロジェクタ１００は、図７に示すように、赤色光レーザ光源装置１０１Ａ、緑色光レーザ光源装置１０１Ｂ及び青色光レーザ光源装置１０１Ｃと、各レーザ光源装置１０１Ａ〜１０１Ｃから照射されるレーザ光を変調するライトバルブ（光変調手段）１０２Ａ〜１０２Ｃと、ダイクロイックプリズム１０３と、投射レンズ（投射手段）１０４とを備えている。そして、プロジェクタ１００から射出したカラー画像光は、スクリーン１０５上に投影される。

青色光レーザ光源装置１０１Ｃは、上述したレーザ光源装置１、３０によって構成されている。
各ライトバルブ１０２Ａ〜１０２Ｃは、例えば液晶装置で構成されており、それぞれが各レーザ光源装置１０１Ａ〜１０１Ｃから射出したレーザ光を供給される画像信号に基づいて変調する構成となっている。
そして、各レーザ光源装置１０１Ａ〜１０１Ｃと各ライトバルブ１０２Ａ〜１０２Ｃとの間には、各レーザ光源装置１０１Ａ〜１０１Ｃから各ライトバルブ１０２Ａ〜１０２Ｃに対してレーザ光を均一に照射させるために均一化光学系１０６Ａ〜１０６Ｃが設けられている。この均一化光学系１０６Ａ〜１０６Ｃは、それぞれ例えばホログラム１０７Ａ及びフィールドレンズ１０７Ｂによって構成される。
ダイクロイックプリズム１０３は、４つの直角プリズムを貼り合わせることによって構成されており、その界面には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Ｘ字状に形成されている。これら誘電体多層膜により３つの色の光が合成されて、カラー画像を表す光が形成される。
投射レンズ１０４は、ダイクロイックプリズム１０３によって合成されたカラー画像を拡大してスクリーン１０５上に投影する構成となっている。

以上のような構成のプロジェクタ１００によれば、上述と同様の作用、効果を奏する。したがって、青色光レーザ光源装置１０１Ｃから照射される光量が安定し、スクリーン５５上に投影される画像の品質が向上する。
なお、緑色光レーザ光源装置１０１Ｂも、青色光レーザ光源装置１０１Ｃと同様に、赤外光をＳＨＧ素子１２により波長変換することで緑色のレーザ光を射出する構成としてもよい。
また、光変調手段として透過型の液晶装置であるライトバルブ１０２Ａ〜１０２Ｃを用いているが、反射型の液晶装置や、デジタルマイクロミラーデバイス（Digital Micromirror Device）など、他の光変調手段を用いてもよい。

〔走査型画像表示装置〕
また、上述した実施形態におけるレーザ光源装置１、３０は、例えば図８に示すような走査型画像表示装置（画像表示装置）１１０の光源装置としても用いられる。ここで、図８は、走査型画像表示装置１１０を示す概略構成図である。
この画像表示装置１１０は、図８に示すように、赤色光レーザ光源装置１１１Ａ、緑色光レーザ光源装置１１１Ｂ及び青色光レーザ光源装置１１１Ｃと、ダイクロイックプリズム１１２と、各レーザ光源装置１１１Ａ〜１１１Ｃから射出した光をスクリーン（被投射面）１１３に向けて走査するＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ミラー（走査手段）１１４とを備えている。
青色光レーザ光源装置１１１Ｃは、上述したレーザ光源装置１、３０によって構成されている。
この画像表示装置１１０では、各レーザ光源装置１１１Ａ〜１１１Ｃからの射出光がＭＥＭＳミラー１１４の駆動によりスクリーン１１３の横方向及び縦方向に走査するように導かれることで、スクリーン１１３に画像を表示する。
以上のような構成の走査型画像表示装置１１０によっても、上述と同様の作用、効果を奏する。したがって、青色光レーザ光源装置１１１Ｃから照射される光量が安定し、スクリーン１１２に表示される画像の品質が向上する。
なお、緑色光レーザ光源装置１１１Ｂも、青色光レーザ光源装置１１１Ｃと同様に、赤外光をＳＨＧ素子１２により波長変換することで緑色のレーザ光を射出する構成としてもよい。

〔モニタ装置〕
そして、上述した実施形態におけるレーザ光源装置１、３０は、例えば図９に示すようなモニタ装置１２０の光源装置としても用いられる。ここで、図９は、モニタ装置１２０を示す概略構成図である。
このモニタ装置１２０は、図９に示すように、本体部１２１と、本体部１２１に接続された光伝送部１２２とを備えている。
本体部１２１には、レーザ光源装置１、３０と、撮像素子（撮像手段）１２３とが設けられている。
また、光伝送部１２２は、基端が本体部１２１に接続されており、レーザ光源装置１、３０から射出する光を先端まで導光するライトガイド１２４と、先端から撮像素子１２３まで取得した画像を導光するライトガイド１２５とを備えている。これらライトガイド１２４、１２５は、それぞれ光ファイバ束で構成されている。また、光伝送部１２２は、先端に設けられてレーザ光源装置１、３０からの光を先端から拡散した状態で射出させる拡散板１２６と、拡散板１２６から射出した光の反射光が入射する結像レンズ１２７とを備えている。
このモニタ装置１２０では、レーザ光源装置１、３０からの射出光を拡散板１２６から被写体に照射し、その反射光を撮像素子１２３で受光することで被写体の画像を取得する。
以上のような構成のモニタ装置１２０によっても、上述と同様の作用、効果を奏する。したがって、レーザ光源装置１、３０から被写体に照射される光量が安定し、撮像素子１２３により得られる画像の品質が向上する。

〔照明装置〕
さらに、上述した実施形態におけるレーザ光源装置１、３０は、例えば図１０に示すような照明装置１３０の光源装置としても用いられる。ここで、図１０は、照明装置１３０を示す概略構成図である。
この照明装置１３０は、図１０に示すように、レーザ光源装置１、３０と、レーザ光源装置１、３０から射出した光を拡散させる拡散部材１３１とを備えている。
以上のような構成の照明装置１３０によっても、上述と同様の作用、効果を奏する。したがって、レーザ光源装置１、３０から射出する光量が安定する。

なお、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、上記実施形態では、サーミスタ素子が負特性のサーミスタ素子で構成されているが、正特性のサーミスタ素子で構成されてもよい。
また、第１の実施形態や第２の実施形態において、温度検出部は、第３の実施形態と同様に、光源の駆動開始後にＳＨＧ素子の最初の温度検出を行う構成としてもよい。
そして、第１の実施形態や第２の実施形態において、判別部は、駆動初期と駆動安定期との判別を設定温度との差や時間によって行う構成となっているが、他の方法で行う構成としてもよい。
さらに、第１の実施形態や第２の実施形態において、駆動初期と駆動安定期とでそれぞれ検出間隔を等間隔としているが、駆動初期における検出間隔が駆動安定期における検出間隔よりも長ければ、等間隔でなくてもよい。
また、第３の実施形態において、検出間隔を等間隔としているが、最初の温度検出を光源の駆動開始後に行うのであれば、等間隔でなくてもよい。
そして、駆動初期と駆動安定期との移行時において、温度の検出間隔を駆動初期または駆動安定期における検出間隔としてもよい。

また、サーミスタ素子の抵抗値を検出することで、ＳＨＧ素子の温度を算出しているが、ショットキーダイオードや熱電対など他の検出値に基づいてＳＨＧ素子の温度を算出してもよい。
そして、ヒータによりＳＨＧ素子の加熱、冷却を行っているが、ペルチェ素子など、他の部材を用いてＳＨＧ素子の加熱、冷却を行ってもよい。
さらに、レーザ光源装置は、ＳＨＧ素子を用いて赤外光を第２高調波である青色光に変換しているが、他の波長の赤外光を第２高調波である緑色光に変換するなど、他の波長の光に変換してもよい。
また、赤外光を基本波として射出する光源を用いているが、他の波長の光を基本波として射出する光源を用いてもよい。
そして、ＳＨＧ素子により基本波を第２高調波に変換しているが、他の素子によって基本波を波長の異なる他の光に変換してもよい。
さらに、ＳＨＧ素子と外部共振ミラーにより外部共振器を形成しているが、外部共振ミラーを光源とＳＨＧ素子との間に配置してもよい。

第１の実施形態におけるレーザ光源装置を示す概略構成図である。 ＳＨＧ素子の波長変換効率の温度依存性を示すグラフである。 ＳＨＧ素子の温度及び温度検出タイミングを示す説明図である。 第２の実施形態におけるレーザ光源装置を示す概略構成図である。 第３の実施形態におけるレーザ光源装置を示す概略構成図である。 ＳＨＧ素子の温度及び温度検出タイミングを示す説明図である。 レーザ光源装置を備えるプロジェクタを示す概略構成図である。 レーザ光源装置を備える走査型画像表示装置を示す概略構成図である。 レーザ光源装置を備えるモニタ装置を示す概略構成図である。 レーザ光源装置を備える照明装置を示す概略構成図である。

符号の説明

１，３０，４０ レーザ光源装置、１１ 光源、１２ ＳＨＧ素子（波長変換素子）、１４，３１，４１ 温度検出部、１５ 温度制御部、２４ サーミスタ素子、２５ 温度算出部（検出結果算出部）、２６，３２ 判別部、２７，４２ タイミング制御部、２８ ヒータ（調節部）、２９ 電力量算出部（制御量算出部）、１００ プロジェクタ（画像表示装置）、１０１Ｃ，１１１Ｃ 青色光レーザ光源装置（レーザ光源装置）、１０２Ａ〜１０２Ｃ ライトバルブ（光変調手段）、１０４ 投射レンズ（投射手段）、１１０ 走査型画像表示装置（画像表示装置）、１１３ スクリーン（被投射面）、１１４ ＭＥＭＳミラー（走査手段）、１２０ モニタ装置、１２３ 撮像素子（撮像手段）、１３０ 照明装置

Claims (13)

1. 基本波のレーザ光を射出する光源と、
   前記レーザ光の波長を変換する波長変換素子と、
   該波長変換素子の温度を検出する温度検出部と、
   前記波長変換素子の温度制御を行う温度制御部とを備え、
   前記温度検出部が、温度の検出間隔を前記波長変換素子の駆動初期よりも駆動安定期で短くするタイミング制御部を有することを特徴とするレーザ光源装置。
2. 前記温度検出部が、前記駆動初期と前記駆動安定期とを判別する判別部を備えることを特徴とする請求項１に記載のレーザ光源装置。
3. 前記判別部が、前記波長変換素子の設定温度と検出温度との差により前記駆動初期と前記駆動安定期とを判別することを特徴とする請求項２に記載のレーザ光源装置。
4. 前記判別部が、前記波長変換素子の駆動時間により前記駆動初期と前記駆動安定期とを判別することを特徴とする請求項２に記載のレーザ光源装置。
5. 基本波のレーザ光を射出する光源と、
   前記レーザ光の波長を変換する波長変換素子と、
   該波長変換素子の温度を検出する温度検出部と、
   前記波長変換素子の温度制御を行う温度制御部とを備え、
   前記温度検出部が、最初の温度の検出を前記光源の駆動開始後とするタイミング制御部を有することを特徴とするレーザ光源装置。
6. 前記温度制御部が、前記波長変換素子の温度を調節する調節部と、前記温度検出部の検出結果から前記調節部による温度の制御量を算出する制御量算出部とを有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のレーザ光源装置。
7. 前記調節部が、供給された電力により前記波長変換素子の加熱、冷却を行い、
   前記制御量算出部が、前記調節部に供給する電力量を算出することを特徴とする請求項６に記載のレーザ光源装置。
8. 前記波長変換素子が、前記基本波の第２高調波を出力することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のレーザ光源装置。
9. 前記温度検出部が、前記波長変換素子の温度に応じて抵抗値が変化するサーミスタ素子を有することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のレーザ光源装置。
10. 請求項１から９のいずれか１項に記載のレーザ光源装置と、
    該レーザ光源装置から射出した光を画像信号に応じて変調する光変調手段と、
    該光変調手段により形成された画像を投射する投射手段とを備えることを特徴とする画像表示装置。
11. 請求項１から９のいずれか１項に記載のレーザ光源装置と、
    該レーザ光源装置から射出した光を被投射面上で走査する走査手段とを備えることを特徴とする画像表示装置
12. 請求項１から９のいずれか１項に記載のレーザ光源装置と、
    該レーザ光源装置により照射された被写体を撮像する撮像手段とを備えることを特徴とするモニタ装置。
13. 請求項１から９のいずれか１項に記載のレーザ光源装置を備えることを特徴とする照明装置。

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