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JP2008186888A - LIGHT SOURCE DEVICE, IMAGE DISPLAY DEVICE, PROJECTOR, MONITOR DEVICE, AND LIGHT SOURCE DEVICE DRIVING METHOD - Google Patents

LIGHT SOURCE DEVICE, IMAGE DISPLAY DEVICE, PROJECTOR, MONITOR DEVICE, AND LIGHT SOURCE DEVICE DRIVING METHOD Download PDF

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JP2008186888A
JP2008186888A JP2007017506A JP2007017506A JP2008186888A JP 2008186888 A JP2008186888 A JP 2008186888A JP 2007017506 A JP2007017506 A JP 2007017506A JP 2007017506 A JP2007017506 A JP 2007017506A JP 2008186888 A JP2008186888 A JP 2008186888A
Authority
JP
Japan
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temperature
light
wavelength conversion
conversion element
light source
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2007017506A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Zakouji
誠 座光寺
Takashi Takeda
高司 武田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2007017506A priority Critical patent/JP2008186888A/en
Publication of JP2008186888A publication Critical patent/JP2008186888A/en
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  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

【課題】安定したレーザ光の出力を得ることができ、波長変換素子の変換効率を向上させることが可能な光源装置、画像表示装置、プロジェクタ及びモニタ装置を提供する。
【解決手段】パルス発光開始より後、波長変換素子の温度が安定し始める時点より前(図3中T〜T)から温度検出を開始することで、波長変換素子及びサーミスタの熱容量の関係を考慮した上で、波長変換素子の位相整合温度と検出時の実際の温度との誤差を防ぎ、確実に波長変換素子の波長吸収分を加味した位相整合温度を検出することができる。
【選択図】図3
Provided are a light source device, an image display device, a projector, and a monitor device that can obtain stable laser light output and can improve the conversion efficiency of a wavelength conversion element.
The relationship between the heat capacities of the wavelength conversion element and the thermistor is started by starting temperature detection from the time when the temperature of the wavelength conversion element starts to stabilize after the start of pulse light emission (T 1 to T 2 in FIG. 3). In consideration of this, it is possible to prevent an error between the phase matching temperature of the wavelength conversion element and the actual temperature at the time of detection, and to reliably detect the phase matching temperature in consideration of the wavelength absorption of the wavelength conversion element.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、光源装置、画像表示装置、プロジェクタ、モニタ装置及び光源装置の駆動方法に関するものである。   The present invention relates to a light source device, an image display device, a projector, a monitor device, and a light source device driving method.

近年、コヒーレント光源は、画像表示装置、光通信分野、医療分野や顕微鏡などの計測分野においても欠かせないものとなっている。そして、コヒーレント光の波長もその目的によって様々な波長が使用される。ところが、レーザ光源を用いる場合、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)素子等の波長変換素子に透過させることで、赤外光を青色光に変換している。このように、波長変換により光の波長を変換することで、レーザ光源の使用波長の拡大を図ることができる。   In recent years, coherent light sources have become indispensable in measurement fields such as image display devices, optical communication fields, medical fields, and microscopes. Various wavelengths of coherent light are used depending on the purpose. However, when a laser light source is used, light with a short wavelength such as blue light cannot be directly emitted with a sufficient amount of light. Therefore, infrared light is converted into blue light by being transmitted through a wavelength conversion element such as an SHG (Second Harmonic Generation) element that converts the fundamental wave into the second harmonic. In this way, the wavelength used for the laser light source can be increased by converting the wavelength of the light by wavelength conversion.

ところで、波長変換素子は温度依存性が高く、効率的な波長変換を行うためには、一定の温度に制御する必要が生じる。そこで、例えば特許文献1に示すように、SHG素子の高調波の出力を検出し、この高調波の出力が一定になるようにSHG素子に電圧印加または温度制御することによって、レーザ光源の位相整合条件を最適とし、出力強度や素子構造に依存することなく安定した第2高調波出力を取れるようにするものが提案されている。
特開平4−109226号公報
By the way, the wavelength conversion element has high temperature dependence, and it is necessary to control the temperature to a constant temperature in order to perform efficient wavelength conversion. Thus, for example, as shown in Patent Document 1, the harmonic output of the SHG element is detected, and voltage application or temperature control is performed on the SHG element so that the output of this harmonic becomes constant, thereby phase matching of the laser light source. An apparatus has been proposed that optimizes the conditions, and can obtain a stable second harmonic output without depending on the output intensity or the element structure.
JP-A-4-109226

しかしながら、上記従来のレーザ光源にあっては、以下の課題が残されている。例えば、SHG素子の温度制御は、高調波の出力に対応して行っているが、SHG素子の熱容量の関係で、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必要とする。つまり、位相整合条件の最適な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ため、安定したレーザ光の出力を得ることができないという問題が生じる。また、温度制御を高速化、高精度化できず、波長変換素子の変換効率の向上を高く望めないという問題が生じる。   However, the following problems remain in the conventional laser light source. For example, the temperature control of the SHG element is performed corresponding to the output of the harmonic, but due to the heat capacity of the SHG element, it takes a certain amount of time to reach the temperature (assumed temperature) corresponding to the amount of heat supplied. Need. In other words, an error occurs between the optimum estimated temperature of the phase matching condition and the actual temperature at the time of detection, which causes a problem that a stable laser beam output cannot be obtained. In addition, the temperature control cannot be performed at high speed and high accuracy, and there is a problem that high improvement in conversion efficiency of the wavelength conversion element cannot be expected.

そこで、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、安定したレーザ光の出力を得ることができ、波長変換素子の変換効率を向上させることが可能な光源装置、画像表示装置、プロジェクタ、モニタ装置及び光源装置の駆動方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and can provide a stable laser beam output and can improve the conversion efficiency of the wavelength conversion element, image It is an object to provide a display device, a projector, a monitor device, and a light source device driving method.

本発明者は、上記目的を達成するために、鋭意努力検討した結果、位相整合条件の最適な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る原因が、発光素子をパルス駆動する場合、波長変換素子は赤外光や可視光を吸収するため、発光素子の発光期間は光の吸収により波長変換素子の温度が上がり、発光素子の非発光期間は温度が下がる点にあることを見出した。
よって、本発明は以下の手段を提供する。
As a result of diligent efforts to achieve the above object, the present inventor has pulse-driven the light-emitting element that causes an error between the optimum estimated temperature of the phase matching condition and the actual temperature at the time of detection. In this case, since the wavelength conversion element absorbs infrared light and visible light, the light emission period of the light emitting element is such that the temperature of the wavelength conversion element rises due to light absorption, and the temperature of the light emission element decreases during the non-light emission period. I found it.
Therefore, the present invention provides the following means.

本発明の光源装置は、レーザ光を射出する発光素子と、該発光素子から射出されたレーザ光のうち、一部の波長の光を所定の波長の光に変換し、前記所定の波長に変換された光を射出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を調整する温度調整部と、前記発光素子をパルス駆動制御するとともに、前記温度検出部により検出された温度に応じて波長変換素子の温度が所定の温度になるように前記温度調整部を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記発光素子に向けて出力するパルス駆動信号に同期した温度検出信号を前記温度検出部に出力し、この温度検出部により検出した温度に応じて前記温度調整部を制御することを特徴とする。   The light source device of the present invention is a light emitting element that emits laser light, and converts light of a part of the laser light emitted from the light emitting element into light of a predetermined wavelength and converts the light to the predetermined wavelength. A wavelength conversion element that emits the emitted light; a temperature detection unit that detects the temperature of the wavelength conversion element; a temperature adjustment unit that adjusts the temperature of the wavelength conversion element; A control unit that controls the temperature adjustment unit so that the temperature of the wavelength conversion element becomes a predetermined temperature according to the temperature detected by the temperature detection unit, and the control unit outputs the light toward the light emitting element. A temperature detection signal synchronized with a pulse drive signal is output to the temperature detection unit, and the temperature adjustment unit is controlled according to the temperature detected by the temperature detection unit.

本発明に係る光源装置では、パルス駆動制御されたレーザ光が、波長変換素子を透過する際、波長変換素子の温度は、波長変換素子に入射するレーザ光の出力により変化する。そこで、発光素子から射出されるレーザ光の出力に同期して、波長変換素子の温度を検出することで、レーザ光が波長変換素子を透過する際、位相整合に最適な温度(以下、位相整合温度という。)を検出し、波長変換素子の温度が位相整合温度になるように波長変換素子の温度を一定に制御することができる。すなわち、波長変換素子の温度変化が激しい、パルス駆動制御されたレーザ光に対しても、波長変換素子の温度を、波長吸収分を加味した位相整合温度に精度良く制御することで、安定したレーザ光の出力を得ることができ、波長変換素子の変換効率を向上させることが可能となる。   In the light source device according to the present invention, when the laser light subjected to pulse drive control passes through the wavelength conversion element, the temperature of the wavelength conversion element changes depending on the output of the laser light incident on the wavelength conversion element. Therefore, by detecting the temperature of the wavelength conversion element in synchronization with the output of the laser light emitted from the light emitting element, when the laser light passes through the wavelength conversion element, the temperature optimum for phase matching (hereinafter referred to as phase matching). The temperature of the wavelength conversion element can be controlled to be constant so that the temperature of the wavelength conversion element becomes the phase matching temperature. In other words, even for pulsed lasers that are subject to rapid changes in the temperature of the wavelength conversion element, the temperature of the wavelength conversion element is accurately controlled to the phase matching temperature that takes into account the wavelength absorption, thereby stabilizing the laser. Light output can be obtained, and the conversion efficiency of the wavelength conversion element can be improved.

また、本発明の光源装置は、前記温度検出部は、前記発光素子の発光期間から非発光期間へと切り替わる時点から所定期間だけ前に温度検出を開始することを特徴とする。   Further, the light source device of the present invention is characterized in that the temperature detection unit starts temperature detection only a predetermined period before the time point when the light emitting element switches from the light emission period to the non-light emission period.

本発明に係る光源装置では、発光素子の発光期間から非発光期間へと切り替わる時点から所定期間だけ前に温度検出を開始することで、温度検出部の応答に必要な時間を確保しつつ、レーザ発光時に確実に温度検出を行うことができる。したがって、波長変換素子12の位相整合温度と検出時の実際の温度との誤差を防ぎ、確実に波長変換素子の位相整合温度を検出することができる。   In the light source device according to the present invention, the temperature detection is started only a predetermined period before the time point when the light emitting element switches from the light emission period to the non-light emission period, thereby ensuring the time necessary for the response of the temperature detection unit. Temperature detection can be reliably performed during light emission. Therefore, an error between the phase matching temperature of the wavelength conversion element 12 and the actual temperature at the time of detection can be prevented, and the phase matching temperature of the wavelength conversion element can be reliably detected.

また、本発明の画像表示装置は、上記光源装置と、該光源装置から射出された光を走査し画像を形成する走査装置とを備えることを特徴とする。   According to another aspect of the present invention, there is provided an image display device comprising: the light source device; and a scanning device that scans light emitted from the light source device to form an image.

本発明に係る画像表示装置では、光源装置より射出される光は、上述したように、波長変換素子の光の変換効率が高いため、この光源装置を画像表示装置に備えることにより、走査型の画像表示装置においても明るい画像を表示することが可能となる。   In the image display device according to the present invention, the light emitted from the light source device has high light conversion efficiency of the wavelength conversion element as described above. A bright image can be displayed also in the image display device.

また、本発明の画像表示装置は、上記光源装置と、該光源装置から射出された光を画像信号に応じて変調する光変調装置とを備えることを特徴とする。   According to another aspect of the present invention, there is provided an image display device including the light source device and a light modulation device that modulates light emitted from the light source device in accordance with an image signal.

本発明に係る画像表示装置では、光源装置より射出された光は光変調装置に入射される。このとき、光源装置より射出される光は、上述したように、波長変換素子の光の変換効率が高いため、この光源装置を画像表示装置に備えることにより、明るい画像を表示することが可能となる。   In the image display device according to the present invention, the light emitted from the light source device enters the light modulation device. At this time, since the light emitted from the light source device has a high light conversion efficiency of the wavelength conversion element as described above, it is possible to display a bright image by providing the light source device in the image display device. Become.

また、本発明の画像表示装置は、前記制御部は、前記発光素子に向けて1フレーム間に複数のパルス駆動信号を出力するとともに、前記温度検出部に向けて前記複数のパルス駆動信号により発光されるレーザ光の最初の発光期間で温度検出を行う温度検出信号を出力することを特徴とする。   In the image display device of the present invention, the control unit outputs a plurality of pulse drive signals during one frame toward the light emitting element, and emits light by the plurality of pulse drive signals toward the temperature detection unit. A temperature detection signal for detecting temperature is output in the first light emission period of the laser beam to be output.

本発明に係る画像表示装置では、1フレーム間の複数のパルス発光のうち、最初の発光期間で波長変換素子の温度を検出し、この検出した温度に基づいて、2つ目以降のパルス発光期間に、波長変換素子を速やかに位相整合温度に制御することができる。   In the image display device according to the present invention, the temperature of the wavelength conversion element is detected in the first light emission period among the plurality of pulse light emission during one frame, and the second and subsequent pulse light emission periods are based on the detected temperature. In addition, the wavelength conversion element can be quickly controlled to the phase matching temperature.

また、本発明の画像表示装置は、前記制御部は、前記発光素子に向けて1フレーム間に複数のパルス駆動信号を出力するとともに、前記温度検出部に向けて前記複数のパルス駆動信号により発光されるレーザ光の最後の発光期間で温度検出を行う温度検出信号を出力することを特徴とする。   In the image display device of the present invention, the control unit outputs a plurality of pulse drive signals during one frame toward the light emitting element, and emits light by the plurality of pulse drive signals toward the temperature detection unit. A temperature detection signal for detecting the temperature in the last light emission period of the laser beam to be output is output.

本発明に係る画像表示装置では、1フレーム間の複数のパルス発光のうち、最後の発光期間で波長変換素子の温度を検出するため、波長変換素子のより安定した温度を検出することができる。   In the image display device according to the present invention, the temperature of the wavelength conversion element is detected in the last light emission period among a plurality of pulsed emission during one frame, so that a more stable temperature of the wavelength conversion element can be detected.

また、本発明の画像表示装置は、前記光源装置が異なる波長域の光を時間順次に射出可能であることを特徴とする。   The image display device of the present invention is characterized in that the light source device can emit light in different wavelength ranges in time sequence.

本発明に係る画像表示装置では、光源装置が異なる波長域の光を時間順次(時分割)に射出する構成(いわゆる色順次方式、カラーシーケンシャル方式などと呼ばれる方式)であるため、1個の光変調装置を用いるだけでカラーフィルターを備えることなく、カラー表示が可能となる。   In the image display device according to the present invention, since the light source device emits light in different wavelength ranges in time sequence (time division) (so-called color sequential method, color sequential method, etc.), one light Color display is possible without using a color filter by simply using a modulation device.

また、本発明の画像表示装置は、前記温度検出部は、所定の波長域の光を発光する前記発光素子の照射期間と照射休止期間の双方で温度を検出することを特徴とする。   In the image display device of the present invention, the temperature detection unit detects the temperature in both an irradiation period and an irradiation suspension period of the light emitting element that emits light in a predetermined wavelength range.

本発明に係る画像表示装置では、発光素子の照射期間と照射休止期間の双方の温度を検出することで、発光時における波長変換素子の波長吸収による温度変化を検出することができるため、パルスの強度を変更した場合においても波長吸収分による温度変化を推測し、速やかに波長変換素子を位相整合温度に調整することができる。   In the image display device according to the present invention, the temperature change due to the wavelength absorption of the wavelength conversion element during light emission can be detected by detecting the temperature of both the irradiation period and the irradiation suspension period of the light emitting element. Even when the intensity is changed, the temperature change due to the wavelength absorption can be estimated, and the wavelength conversion element can be quickly adjusted to the phase matching temperature.

また、本発明の画像表示装置は、前記温度検出部は、前記発光素子の照射休止期間に温度を検出することを特徴とする。   Further, the image display device of the present invention is characterized in that the temperature detection unit detects a temperature during an irradiation suspension period of the light emitting element.

本発明に係る画像表示装置では、発光素子の照射休止期間に波長変換素子の温度を検出することで、発光素子の照射休止期間における波長変換素子の実際の温度を検出することができる。そのため、この検出した温度に基づいて、発光時における波長変換素子の位相整合温度に制御することができる。   In the image display device according to the present invention, by detecting the temperature of the wavelength conversion element during the irradiation pause period of the light emitting element, the actual temperature of the wavelength conversion element during the irradiation pause period of the light emitting element can be detected. Therefore, the phase matching temperature of the wavelength conversion element during light emission can be controlled based on the detected temperature.

また、本発明のプロジェクタは、上記画像表示装置と、該画像表示装置により形成された画像を投射する投射装置を備えることを特徴とする。   According to another aspect of the invention, there is provided a projector including the image display device and a projection device that projects an image formed by the image display device.

本発明に係るプロジェクタでは、光源装置より射出される光は、上述したように、波長変換素子の光の変換効率が高いため、明るい光により被写体が照射される。したがって、撮像手段により被写体を鮮明に撮像することが可能となる。   In the projector according to the present invention, since the light emitted from the light source device has high light conversion efficiency of the wavelength conversion element as described above, the subject is irradiated with bright light. Therefore, the subject can be clearly imaged by the imaging means.

また、本発明のモニタ装置は、上記の光源装置と、該光源装置から射出された光により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。   According to another aspect of the present invention, there is provided a monitor apparatus comprising: the light source apparatus described above; and an imaging unit that captures an image of a subject using light emitted from the light source apparatus.

本発明に係るモニタ装置では、光源装置より射出された光は被写体を照射し、撮像手段により被写体を撮像する。このとき、光源装置より射出される光は、上述したように、波長変換素子の光の変換効率が高いため、明るい光により被写体が照射される。したがって、撮像手段により被写体を鮮明に撮像することが可能となる。   In the monitor device according to the present invention, the light emitted from the light source device irradiates the subject, and the subject is imaged by the imaging means. At this time, since the light emitted from the light source device has high light conversion efficiency of the wavelength conversion element as described above, the subject is irradiated with bright light. Therefore, the subject can be clearly imaged by the imaging means.

また、本発明の光源装置の駆動方法は、レーザ光を射出する発光素子と、該発光素子から射出されたレーザ光のうち、一部の波長の光を所定の波長の光に変換し、前記所定の波長に変換された光を射出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を調整する温度調整部と、前記発光素子をパルス駆動制御するとともに、前記温度検出部により検出された温度に応じて波長変換素子の温度が所定の温度になるように前記加熱部を制御する制御部とを備えた光源装置を用い、前記制御部は、前記発光素子に向けて出力するパルス駆動信号に同期した温度検出信号を前記温度検出部に出力し、この温度検出部により検出した温度に応じて前記温度調整部を制御することを特徴とする。   Further, the driving method of the light source device of the present invention includes a light emitting element that emits laser light, and converts light of a part of the laser light emitted from the light emitting element into light of a predetermined wavelength, A wavelength conversion element that emits light converted to a predetermined wavelength, a temperature detection unit that detects the temperature of the wavelength conversion element, a temperature adjustment unit that adjusts the temperature of the wavelength conversion element, and a pulse drive of the light emitting element And using a light source device including a control unit that controls the heating unit so that the temperature of the wavelength conversion element becomes a predetermined temperature according to the temperature detected by the temperature detection unit, A temperature detection signal synchronized with a pulse drive signal output toward the light emitting element is output to the temperature detection unit, and the temperature adjustment unit is controlled according to the temperature detected by the temperature detection unit. .

本発明に係る光源装置の駆動方法では、発光素子から射出されるレーザ光の出力に同期して、波長変換素子の温度を検出することで、レーザ光が波長変換素子を透過する際の位相整合温度を検出し、波長変換素子の温度が位相整合温度になるように波長変換素子の温度を一定に制御することができる。すなわち、波長変換素子の温度変化が激しい、パルス駆動制御されたレーザ光に対しても、精度良く波長変換素子の温度を位相整合温度に制御することで、安定したレーザ光の出力を得ることができ、波長変換素子の変換効率を向上させることが可能となる。   In the driving method of the light source device according to the present invention, the phase matching when the laser light passes through the wavelength conversion element is detected by detecting the temperature of the wavelength conversion element in synchronization with the output of the laser light emitted from the light emitting element. The temperature can be detected, and the temperature of the wavelength conversion element can be controlled to be constant so that the temperature of the wavelength conversion element becomes the phase matching temperature. In other words, stable laser light output can be obtained by controlling the temperature of the wavelength conversion element to the phase matching temperature with high accuracy even for laser light that is subjected to pulse drive control where the temperature change of the wavelength conversion element is severe. It is possible to improve the conversion efficiency of the wavelength conversion element.

以下、図面を参照して、本発明に係る光源装置、画像表示装置、プロジェクタ及びモニタ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。   Hereinafter, embodiments of a light source device, an image display device, a projector, and a monitor device according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the scale of each member is appropriately changed in order to make each member a recognizable size.

(第1実施形態)
(光源装置)
本発明の第1実施形態について、図1から図4を参照して説明する。
図1は、光源装置の概略構成図である。
図1に示すように、本発明に係る光源装置10は、赤外光を射出する半導体レーザチップ(発光素子)11と、半導体レーザチップ11から射出された光の波長を変換する波長変換素子12と、波長変換素子12より変換された光を透過し、変換されなかった波長の光を選択して反射させる波長選択素子13とを備えている。
(First embodiment)
(Light source device)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a light source device.
As shown in FIG. 1, a light source device 10 according to the present invention includes a semiconductor laser chip (light emitting element) 11 that emits infrared light, and a wavelength conversion element 12 that converts the wavelength of light emitted from the semiconductor laser chip 11. And a wavelength selection element 13 that transmits light converted by the wavelength conversion element 12 and selects and reflects light having a wavelength that has not been converted.

半導体レーザチップ11には、当該半導体レーザチップ11から射出されるレーザ光をパルス発光させるレーザ駆動部(ドライバー)14が設けられている。レーザ光をパルス発光することにより、高い変換効率を得ることができる。波長変換素子12の一方の面12aには、一面に接触した熱拡散板15が設けられている。この熱拡散板15の波長変換素子12が接触する面15aの反対の面15bには、ヒータ(温度調整部)18が設けられている。熱拡散板15は、ヒータ18の熱を波長変換素子12全体に広げ、波長変換素子12のレーザ光が進行する方向の温度を均一にするものである。すなわち、ヒータ18において発生した熱により、熱拡散板15を介して波長変換素子12全体を加熱することが可能となっている。なお、温度調整部としては、波長変換素子12を加熱冷却可能なぺルチェ素子等から構成してもよい。   The semiconductor laser chip 11 is provided with a laser drive unit (driver) 14 that emits pulses of the laser light emitted from the semiconductor laser chip 11. High conversion efficiency can be obtained by pulsing laser light. On one surface 12a of the wavelength conversion element 12, a heat diffusion plate 15 in contact with one surface is provided. A heater (temperature adjustment unit) 18 is provided on the surface 15b of the heat diffusion plate 15 opposite to the surface 15a with which the wavelength conversion element 12 contacts. The heat diffusing plate 15 spreads the heat of the heater 18 over the entire wavelength conversion element 12 and makes the temperature in the direction in which the laser light of the wavelength conversion element 12 travels uniform. That is, the entire wavelength conversion element 12 can be heated by the heat generated in the heater 18 via the thermal diffusion plate 15. In addition, as a temperature adjustment part, you may comprise the wavelength conversion element 12 from the Peltier device etc. which can be heated and cooled.

また、波長変換素子12の他方の面12bには、サーミスタ(温度検出部)Thが設けられている。このサーミスタThは、波長変換素子12の温度を検出するためのものであり、本実施形態では、温度検出部として温度に応じて抵抗値が変化する接触型のサーミスタを用いる。なお、波長変換素子12に熱容量の異なるサーミスタを複数設ける構成としてもよい。   A thermistor (temperature detection unit) Th is provided on the other surface 12 b of the wavelength conversion element 12. The thermistor Th is for detecting the temperature of the wavelength conversion element 12, and in the present embodiment, a contact type thermistor whose resistance value changes according to the temperature is used as the temperature detection unit. The wavelength conversion element 12 may be provided with a plurality of thermistors having different heat capacities.

また、レーザ駆動部14及びサーミスタTh、ヒータ18には、制御部20が接続されている。この制御部20は、レーザ駆動部14の発光タイミング及びサーミスタThの温度検出タイミング、ヒータ18の加熱タイミングを各々同期させて制御するものである。   A control unit 20 is connected to the laser drive unit 14, the thermistor Th, and the heater 18. The control unit 20 controls the light emission timing of the laser driving unit 14, the temperature detection timing of the thermistor Th, and the heating timing of the heater 18 in synchronization with each other.

波長選択素子13は、波長変換素子12から射出された所定の選択波長のレーザ光(図1に示す破線)W1を選択して半導体レーザチップ11に向かって反射させることによって半導体レーザチップ11の外部共振器ミラーとして機能するとともに、変換されたレーザ光(図1に示す二点鎖線)W2を透過させるものである。波長選択素子13としては、体積型ホログラムのような光学素子を用いることができる。   The wavelength selection element 13 selects the laser beam W1 (a broken line shown in FIG. 1) W1 emitted from the wavelength conversion element 12 and reflects it toward the semiconductor laser chip 11 to reflect the outside of the semiconductor laser chip 11. It functions as a resonator mirror and transmits the converted laser beam (two-dot chain line shown in FIG. 1) W2. As the wavelength selection element 13, an optical element such as a volume hologram can be used.

半導体レーザチップ11から射出された基本波の光(図1に示す実線)W3は、半導体レーザチップ11と波長選択素子13との間で反射を繰り返し、増幅された後、レーザ光W2として、波長選択素子13から射出されるようになっている。波長選択素子13は様々な波長の光を透過させるが、そのうち、所定の波長の光だけが増幅されている。増幅された光の強度は、他の波長の光の強度と比較して著しく高い。よって、波長選択素子13を透過した光W2は、ほぼ単一波長の光とみなすことができる。この光W2の波長は、波長選択素子13の選択波長、つまり波長選択素子13が反射する光W1の波長とほぼ同一である。波長選択素子13は、所定の選択波長の光の一部(98〜99%程度)を反射するので、その残り(1〜2%程度)の光が出力光として利用されることになる。   The fundamental wave light (solid line shown in FIG. 1) W3 emitted from the semiconductor laser chip 11 is repeatedly reflected and amplified between the semiconductor laser chip 11 and the wavelength selection element 13, and then is converted into a laser beam W2 as a wavelength. The light is emitted from the selection element 13. The wavelength selection element 13 transmits light of various wavelengths, but only light of a predetermined wavelength is amplified. The intensity of the amplified light is significantly higher than the intensity of light of other wavelengths. Therefore, the light W2 that has passed through the wavelength selection element 13 can be regarded as light having a substantially single wavelength. The wavelength of the light W2 is substantially the same as the wavelength selected by the wavelength selection element 13, that is, the wavelength of the light W1 reflected by the wavelength selection element 13. Since the wavelength selection element 13 reflects a part (about 98 to 99%) of light having a predetermined selection wavelength, the remaining light (about 1 to 2%) is used as output light.

また、波長選択素子13は、波長変換素子12によって所定の波長に変換されなかったレーザ光W1のみを選択して半導体レーザチップ11に向かって反射させ、それ以外のレーザ光を透過させるものである。なお、図1に示す一点鎖線は半導体レーザチップ11から射出されたレーザ光の中心軸Oである。   The wavelength selection element 13 selects only the laser light W1 that has not been converted to a predetermined wavelength by the wavelength conversion element 12, reflects it toward the semiconductor laser chip 11, and transmits the other laser light. . 1 is the central axis O of the laser light emitted from the semiconductor laser chip 11.

ここで、図2に半導体レーザチップ11から射出させるレーザ光の光出力と波長変換素子12の温度との関係を示す。なお、図2において、横軸に時間を示し、縦軸は、主軸に光出力(図2中実線)、第2軸に波長変換素子(図2中破線)の温度を示す。
図2に示すように、半導体レーザチップ11からパルス発光されたレーザ光が、波長変換素子12を透過する際、波長変換素子12内におけるレーザ光の波長吸収により、波長変換素子12の温度変化が生じる。
Here, FIG. 2 shows the relationship between the optical output of the laser light emitted from the semiconductor laser chip 11 and the temperature of the wavelength conversion element 12. In FIG. 2, the horizontal axis indicates time, the vertical axis indicates the optical output (solid line in FIG. 2) on the main axis, and the temperature of the wavelength conversion element (broken line in FIG. 2) on the second axis.
As shown in FIG. 2, when the laser light pulsed from the semiconductor laser chip 11 passes through the wavelength conversion element 12, the temperature change of the wavelength conversion element 12 is caused by the wavelength absorption of the laser light in the wavelength conversion element 12. Arise.

具体的には、図2のA状態のように、レーザ光が波長変換素子12に入射するとレーザ光の波長を吸収することにより、波長変換素子12の温度が上昇していく。そして、B状態のように、レーザ光入射後、暫くすると波長変換素子12の温度は安定する。これは、波長変換素子12の熱容量によって、レーザ光の入射と波長変換素子12の温度変化との間に時間差が生まれるものである。そして、C状態のように、レーザ光の停止後、温度が低下していき、次のパルスによってレーザ光が再び波長変換素子12に入射すると、温度が上昇していくことが分かる。つまり、波長変換素子12の温度変化は、波長変換素子12に入射するレーザ光のパルス発光に対応して温度変化のサイクルを繰り返すことが分かる。   Specifically, as shown in state A in FIG. 2, when the laser light is incident on the wavelength conversion element 12, the temperature of the wavelength conversion element 12 is increased by absorbing the wavelength of the laser light. Then, as in the B state, the temperature of the wavelength conversion element 12 stabilizes after a while after the laser beam is incident. This is because a time difference is produced between the incidence of laser light and the temperature change of the wavelength conversion element 12 due to the heat capacity of the wavelength conversion element 12. Then, as in the C state, after the laser beam is stopped, the temperature is decreased, and when the laser beam is incident on the wavelength conversion element 12 again by the next pulse, the temperature is increased. That is, it can be seen that the temperature change of the wavelength conversion element 12 repeats the temperature change cycle corresponding to the pulsed emission of the laser light incident on the wavelength conversion element 12.

次に、図3に基づいて、制御部20の制御について説明する。図3は、半導体レーザチップ11からパルス発光されるレーザ光と波長変換素子12の温度検出とのタイミングチャートである。
まず、制御部20がレーザ駆動部14に出力信号を送る。具体的には、レーザ駆動部14に矩形パルスの駆動信号を送る。そして、駆動信号を受けたレーザ駆動部14は、駆動信号に基づくパルス状の電流を半導体レーザチップ11に出力し、それに応じて、図3に示すように、T〜T(図2中A〜Bに相当)間で半導体レーザチップ11からレーザ光がパルス発光される。
Next, the control of the control unit 20 will be described based on FIG. FIG. 3 is a timing chart of laser light pulsed from the semiconductor laser chip 11 and temperature detection of the wavelength conversion element 12.
First, the control unit 20 sends an output signal to the laser driving unit 14. Specifically, a rectangular pulse drive signal is sent to the laser drive unit 14. Upon receiving the drive signal, the laser drive unit 14 outputs a pulsed current based on the drive signal to the semiconductor laser chip 11, and accordingly, as shown in FIG. 3, T 1 to T 3 (in FIG. 2). (Corresponding to A to B), the laser light is pulsed from the semiconductor laser chip 11.

続いて、制御部20がレーザ駆動部14の駆動信号に同期した温度検出信号をサーミスタThに出力し、この温度検出信号に従ってサーミスタThが波長変換素子12の温度を検出する。温度検出のタイミングは、半導体レーザチップ11の発光期間から非発光期間へと切り替わる時点(図3中T)からサーミスタThの応答に必要な時間(所定期間)だけ前から温度検出を開始する。具体的には、前述したように、レーザ光の入射と波長変換素子12の温度変化との間には時間差があるため、サーミスタThの熱容量による応答性を考慮して、パルス発光開始(図3中T)より後、波長変換素子12の温度が安定し始める時点(図3中T)より前でサーミスタThに温度検出開始の信号を送る。 Subsequently, the control unit 20 outputs a temperature detection signal synchronized with the drive signal of the laser drive unit 14 to the thermistor Th, and the thermistor Th detects the temperature of the wavelength conversion element 12 according to the temperature detection signal. As for the timing of temperature detection, temperature detection is started from the time (predetermined period) necessary for the response of the thermistor Th from the time (T 3 in FIG. 3 ) when the semiconductor laser chip 11 switches from the light emission period to the non-light emission period. Specifically, as described above, since there is a time difference between the incidence of the laser beam and the temperature change of the wavelength conversion element 12, the pulse emission start is considered in consideration of the responsiveness due to the heat capacity of the thermistor Th (FIG. 3). After the middle T 1 ), a temperature detection start signal is sent to the thermistor Th before the time when the temperature of the wavelength conversion element 12 starts to stabilize (T 2 in FIG. 3).

そして、レーザ光の発光停止までにサーミスタThが安定するように余裕を持って検出を開始し、レーザ光の発光停止と同時に終了する(図3中T間)。このように、波長変換素子12及びサーミスタThの熱容量の条件を充分に満たし、レーザ光の発光期間で温度検出を行う。この時の波長変換素子12の温度が、波長変換素子12の位相整合温度、つまり波長変換素子12の変換効率が良好な温度である。 Then, the thermistor Th by flash stop of the laser beam begins to detect with a margin so as to stabilize, at the same time to end the light emission stop of the laser beam (between in Figure 3 T 3). In this way, the temperature detection is performed in the light emission period of the laser beam while sufficiently satisfying the heat capacity conditions of the wavelength conversion element 12 and the thermistor Th. The temperature of the wavelength conversion element 12 at this time is a phase matching temperature of the wavelength conversion element 12, that is, a temperature at which the conversion efficiency of the wavelength conversion element 12 is good.

そして、サーミスタThにより検出された温度に応じてヒータ18を制御する。具体的には、制御部20は、サーミスタThの温度検出により得られた位相整合温度に基づいて、次のパルス発光期間にフィードバックを行い、レーザ光が波長変換素子12に入射する際の温度が、波長変換素子12における波長吸収を加味した位相整合温度領域内で安定するようにヒータ18を制御する。そして、パルス発光期間毎にこのサイクルを繰り返す。これにより、レーザ光の変換効率を向上させることができる。なお、本実施形態においては、レーザ光を全てパルスとして発光しているが、全てをパルスとして発光する必要はなく、また、パルス発光期間毎に温度検出を行っているが、位相整合温度が確定すれば、パルス発光期間毎に検出する必要はない。   Then, the heater 18 is controlled in accordance with the temperature detected by the thermistor Th. Specifically, the control unit 20 performs feedback during the next pulse emission period based on the phase matching temperature obtained by detecting the temperature of the thermistor Th, and the temperature when the laser light is incident on the wavelength conversion element 12 is determined. The heater 18 is controlled so as to be stable within the phase matching temperature range in consideration of the wavelength absorption in the wavelength conversion element 12. This cycle is repeated every pulse emission period. Thereby, the conversion efficiency of a laser beam can be improved. In this embodiment, all the laser beams are emitted as pulses. However, it is not necessary to emit all the pulses as pulses, and temperature detection is performed every pulse emission period, but the phase matching temperature is determined. Thus, it is not necessary to detect every pulse emission period.

本実施形態に係る光源装置10は、レーザ駆動部14及びサーミスタTh、ヒータ18に接続されるとともに、レーザ駆動部14及びサーミスタTh、ヒータ18を各々同期させて制御する制御部20を備える構成とした。この構成によれば、パルス発光されたレーザ光が、波長変換素子12を透過する際、波長変換素子12の温度は、波長変換素子12に入射するレーザ光の出力により変化する。そこで、半導体レーザチップ11から射出されるレーザ光の出力に同期して、波長変換素子12の温度を検出することで、波長変換素子12の位相整合温度を確実に検出し、波長変換素子12の温度が位相整合温度になるように波長変換素子12の温度を制御することができる。すなわち、波長変換素子12の温度変化が激しいパルス発光されるレーザ光に対しても、波長変換素子12の温度を、波長吸収分を加味した位相整合温度に精度良く制御することで、安定したレーザ光の出力を得ることができ、波長変換素子12の変換効率を向上させることが可能となる。   The light source device 10 according to the present embodiment includes a control unit 20 that is connected to the laser driving unit 14, the thermistor Th, and the heater 18, and that controls the laser driving unit 14, the thermistor Th, and the heater 18 in synchronization with each other. did. According to this configuration, when the pulsed laser light passes through the wavelength conversion element 12, the temperature of the wavelength conversion element 12 changes depending on the output of the laser light incident on the wavelength conversion element 12. Therefore, by detecting the temperature of the wavelength conversion element 12 in synchronization with the output of the laser light emitted from the semiconductor laser chip 11, the phase matching temperature of the wavelength conversion element 12 is reliably detected, and the wavelength conversion element 12 The temperature of the wavelength conversion element 12 can be controlled so that the temperature becomes the phase matching temperature. That is, a stable laser can be obtained by accurately controlling the temperature of the wavelength conversion element 12 to a phase matching temperature that takes into account the wavelength absorption even for laser light that is emitted in a pulsed state where the temperature change of the wavelength conversion element 12 is severe. Light output can be obtained, and the conversion efficiency of the wavelength conversion element 12 can be improved.

また、温度検出タイミングをサーミスタThの熱容量の関係を考慮した上で、パルス発光開始より後、波長変換素子12の温度が安定し始める時点より前(図3中T〜T)から温度検出を開始することで、波長変換素子12の応答に必要な時間を確保しつつレーザ発光時に確実に温度検出を行うことができる。したがって、波長変換素子12の位相整合温度と検出時の実際の温度との誤差を防ぎ、確実に波長変換素子12の位相整合温度を検出することができる。 Further, the temperature detection timing is determined from the time when the temperature of the wavelength conversion element 12 starts to stabilize after the start of pulse light emission (T 1 to T 2 in FIG. 3) after considering the relationship of the heat capacity of the thermistor Th. By starting the above, it is possible to reliably detect the temperature at the time of laser emission while securing the time required for the response of the wavelength conversion element 12. Therefore, an error between the phase matching temperature of the wavelength conversion element 12 and the actual temperature at the time of detection can be prevented, and the phase matching temperature of the wavelength conversion element 12 can be reliably detected.

さらに、図4に示すように、温度検出のタイミングは、サーミスタThの応答に必要な時間だけ前として、波長変換素子12の温度が最も安定し始めた時点(図4中T)から開始し、波長変換素子12の温度が最も安定している期間(図4中T〜T及び図2中Bに相当)で検出することも可能である。これにより、上述の効果を奏することに加え、波長変換素子12及びサーミスタThの熱容量の関係を考慮した上で、温度検出時間を短縮することができるため、温度検出以外の時間で制御部20を有効に利用することができる。 Further, as shown in FIG. 4, the temperature detection timing is started from the time (T 2 in FIG. 4) when the temperature of the wavelength conversion element 12 starts to stabilize most before the time required for the response of the thermistor Th. It is also possible to detect in the period in which the temperature of the wavelength conversion element 12 is most stable (corresponding to T 2 to T 3 in FIG. 4 and B in FIG. 2). Thereby, in addition to producing the above-described effects, the temperature detection time can be shortened in consideration of the relationship between the heat capacities of the wavelength conversion element 12 and the thermistor Th. It can be used effectively.

(プロジェクタ)
次に、図5に基づいて、光源装置10を備える液晶プロジェクタについて説明する。図4は、本実施形態のプロジェクタ(画像表示装置)の概略構成図である。なお、図4中においては、簡略化のためプロジェクタ100を構成する筐体は省略している。
(projector)
Next, a liquid crystal projector including the light source device 10 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the projector (image display device) of the present embodiment. In FIG. 4, the casing constituting the projector 100 is omitted for simplification.

プロジェクタ100において、赤色光、緑色光、青色光を射出する赤色レーザ光源(光源装置)10R,緑色レーザ光源(光源装置)10G、青色レーザ光源(光源装置)10Bとしては、上述した光源装置10を用いる。   In the projector 100, as the red laser light source (light source device) 10R, the green laser light source (light source device) 10G, and the blue laser light source (light source device) 10B that emit red light, green light, and blue light, the above-described light source device 10 is used. Use.

また、プロジェクタ100は、レーザ光源10R,10G,10Bから射出されたレーザ光をそれぞれ変調する液晶ライトバルブ(光変調装置)104R,104G,104Bと、液晶ライトバルブ104R,104G,104Bから射出された光を合成して投写レンズ107に導くクロスダイクロイックプリズム106と、液晶ライトバルブ104R,104G,104Bによって形成された像を拡大してスクリーン110に投射する投射レンズ(投射装置)107とを備えている。   In addition, the projector 100 emits light from the liquid crystal light valves (light modulation devices) 104R, 104G, and 104B that modulate laser light emitted from the laser light sources 10R, 10G, and 10B, and the liquid crystal light valves 104R, 104G, and 104B, respectively. A cross dichroic prism 106 that synthesizes light and guides it to the projection lens 107, and a projection lens (projection device) 107 that enlarges and projects an image formed by the liquid crystal light valves 104R, 104G, and 104B onto the screen 110 are provided. .

さらに、プロジェクタ100は、レーザ光源10R,10G,10Bから射出されたレーザ光の照度分布を均一化させるため、各レーザ光源10R,10G,10Bよりも光路下流側に、均一化光学系102R,102G,102Bを設けており、これらによって照度分布が均一化された光によって、液晶ライトバルブ104R,104G,104Bを照明している。例えば、均一化光学系102R,102G、102Bは、例えば、ホログラム102a及びフィールドレンズ102bによって構成される。   Furthermore, in order to make the illuminance distribution of the laser light emitted from the laser light sources 10R, 10G, and 10B uniform, the projector 100 makes the uniformizing optical systems 102R and 102G downstream of the laser light sources 10R, 10G, and 10B. , 102B are provided, and the liquid crystal light valves 104R, 104G, 104B are illuminated by light having a uniform illuminance distribution. For example, the uniformizing optical systems 102R, 102G, and 102B are configured by, for example, a hologram 102a and a field lens 102b.

各液晶ライトバルブ104R,104G,104Bによって変調された3つの色光は、クロスダイクロイックプリズム106に入射する。このプリズムは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。これらの誘電体多層膜によって3つの色光が合成され、カラー画像を表す光が形成される。そして、合成された光は投写光学系である投射レンズ107によりスクリーン110上に投写され、拡大された画像が表示される。   The three color lights modulated by the respective liquid crystal light valves 104R, 104G, and 104B are incident on the cross dichroic prism 106. This prism is formed by bonding four right-angle prisms, and a dielectric multilayer film that reflects red light and a dielectric multilayer film that reflects blue light are arranged in a cross shape on the inner surface thereof. These dielectric multilayer films combine the three color lights to form light representing a color image. The synthesized light is projected onto the screen 110 by the projection lens 107, which is a projection optical system, and an enlarged image is displayed.

上述のプロジェクタ100によれば、レーザ光源10R,10G,10Bより射出されたレーザ光は、液晶ライトバルブ104R,104G,104Bに入射される。そして、液晶ライトバルブ104R,104G,104Bにより形成された画像が、投射レンズ107によって投射される。このとき、レーザ光源10R,10G,10Bより射出されるレーザ光は、上述したように、波長変換素子12の光の変換効率が高いため、このレーザ光源10R,10G,10Bをプロジェクタ100に備えることにより、明るい画像を表示することが可能となる。   According to the projector 100 described above, the laser beams emitted from the laser light sources 10R, 10G, and 10B are incident on the liquid crystal light valves 104R, 104G, and 104B. Then, the images formed by the liquid crystal light valves 104R, 104G, and 104B are projected by the projection lens 107. At this time, since the laser light emitted from the laser light sources 10R, 10G, and 10B has high light conversion efficiency of the wavelength conversion element 12 as described above, the laser light sources 10R, 10G, and 10B are provided in the projector 100. Thus, a bright image can be displayed.

(第2実施形態)
次に、図6に基づいて、本発明に係る第2実施形態について、主として図1,2を援用して説明する。
本実施形態では、本発明に係る光源装置10を備える色順次方式のプロジェクタの構成例について説明する。
本実施形態のプロジェクタ1は、光変調装置にDMD(反射型光変調装置)を用いたディジタル・ライト・プロセッシング(Digital Light Processing,以下、DLPと略記する、テキサス・インスツルメンツ社の登録商標)方式のプロジェクタである。また、プロジェクタ1において、赤色光、緑色光、青色光を射出する赤色レーザ光源(光源装置)10R,緑色レーザ光源(光源装置)10G、青色レーザ光源(光源装置)10Bとしては、上記第1実施形態の光源装置10を用いる。
(Second Embodiment)
Next, based on FIG. 6, a second embodiment according to the present invention will be described mainly with reference to FIGS.
In the present embodiment, a configuration example of a color sequential projector including the light source device 10 according to the present invention will be described.
The projector 1 according to this embodiment is a digital light processing (hereinafter, abbreviated as DLP, registered trademark of Texas Instruments) system using a DMD (reflection type light modulation device) as a light modulation device. It is a projector. In the projector 1, the red laser light source (light source device) 10R that emits red light, green light, and blue light, the green laser light source (light source device) 10G, and the blue laser light source (light source device) 10B are described in the first embodiment. The light source device 10 of the form is used.

図6は本実施形態のプロジェクタの概略構成図である。図7はレーザ光源のパルス波形を示すタイミングチャートである。なお、図6中においては、簡略化のためプロジェクタ1を構成する筐体は省略している。
図6に示すように、本実施形態のプロジェクタ1は、照明装置2と、DMD3と、投写レンズ4とを備えている。照明装置2は、DMD3を照明する光を射出するものである。DMD3は、照明装置2から入射される光を反射する際に入射光の光路を偏向することで入射光の変調を行うものである。投写レンズ4は、DMD3によって変調されたレーザ光をスクリーン40上に投写するためのレンズである。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of the projector according to the present embodiment. FIG. 7 is a timing chart showing the pulse waveform of the laser light source. In FIG. 6, the casing constituting the projector 1 is omitted for simplification.
As shown in FIG. 6, the projector 1 of this embodiment includes an illumination device 2, a DMD 3, and a projection lens 4. The illumination device 2 emits light that illuminates the DMD 3. The DMD 3 modulates incident light by deflecting the optical path of incident light when reflecting light incident from the illumination device 2. The projection lens 4 is a lens for projecting the laser light modulated by the DMD 3 onto the screen 40.

照明装置2は、光源部8と、光ファイバ39と、ロッドインテグレータ30と、拡大レンズ31とを備えている。光源部8は、各々が異なる波長域の光、すなわち異なる色の光を射出する複数のレーザ光源(光源装置)10R,10G,10Bを有している。本実施形態の場合、複数のレーザ光源10R,10G,10Bは赤色光(R光)、緑色光(G光)、青色光(B光)をそれぞれ射出するものである。上記の各色光の波長域は、例えばR光が580〜780nm、G光が480〜580nm、B光が380〜480nmである。ただし、この波長域の区分はほんの一例であり、これに限定されるものではない。   The illumination device 2 includes a light source unit 8, an optical fiber 39, a rod integrator 30, and a magnifying lens 31. The light source unit 8 includes a plurality of laser light sources (light source devices) 10R, 10G, and 10B that each emit light of different wavelength ranges, that is, light of different colors. In the present embodiment, the plurality of laser light sources 10R, 10G, and 10B emit red light (R light), green light (G light), and blue light (B light), respectively. The wavelength range of each color light is, for example, 580 to 780 nm for R light, 480 to 580 nm for G light, and 380 to 480 nm for B light. However, the division of the wavelength range is only an example, and the present invention is not limited to this.

光源部8において、複数のレーザ光源10R,10G,10Bはまとめて配置されており、これら複数のレーザ光源10R,10G,10Bを冷却するための冷却装置33が複数のレーザ光源10R,10G,10Bに近接して配置されている。冷却装置33は、例えば水冷型、空冷型等、冷却の方式を問わず、各種のものを用いることができる。   In the light source unit 8, a plurality of laser light sources 10R, 10G, and 10B are collectively arranged, and a cooling device 33 for cooling the plurality of laser light sources 10R, 10G, and 10B is provided in the plurality of laser light sources 10R, 10G, and 10B. It is arranged close to. As the cooling device 33, various types of cooling devices such as a water cooling type and an air cooling type can be used regardless of the cooling method.

複数のレーザ光源10R,10G,10Bから射出される色光を合成する光合波器34が設けられ、光合波器34により複数の色光が合成される。光合波器34にはスペックルキャンセラー(図示せず)が内蔵されており、スペックルキャンセラーによって可干渉性の高いレーザ光同士を合成する際のスペックルの発生が抑えられる。   An optical multiplexer 34 that combines the color lights emitted from the plurality of laser light sources 10R, 10G, and 10B is provided, and the plurality of color lights are combined by the optical multiplexer 34. The optical multiplexer 34 has a built-in speckle canceller (not shown), and the speckle canceller suppresses the generation of speckle when combining highly coherent laser beams.

光合波器34の出力端には光ファイバ39の一端が接続されており、光ファイバ39の他端にはロッドインテグレータ30が接続されている。ロッドインテグレータ30の光射出側には拡大レンズ31が配置されている。以上の構成により、複数のレーザ光源10R,10G,10Bから射出される色光が光合波器34で合成された後、1本の光ファイバ39によってロッドインテグレータ30に入射される。そして、各色光は、ロッドインテグレータ30によって照度が均一化されると同時に、DMD3の光入射面の形状に合致するように矩形変換された後、拡大レンズ31によってDMD3の光入射面に伝達される。   One end of an optical fiber 39 is connected to the output end of the optical multiplexer 34, and the rod integrator 30 is connected to the other end of the optical fiber 39. A magnifying lens 31 is disposed on the light exit side of the rod integrator 30. With the above configuration, the color lights emitted from the plurality of laser light sources 10R, 10G, and 10B are combined by the optical multiplexer 34 and then incident on the rod integrator 30 through one optical fiber 39. Each color light is converted into a rectangular shape so as to match the shape of the light incident surface of the DMD 3 at the same time as the illuminance is made uniform by the rod integrator 30 and then transmitted to the light incident surface of the DMD 3 by the magnifying lens 31. .

DMD3は、各画素に対応する位置にマイクロミラー36を備えた反射型光変調素子であり、静電力等によりマイクロミラー36を駆動して反射角度を変更することによって射出光(反射光)の輝度を変調する。DMD3では、マイクロミラー36の下方に信号線、駆動トランジスタ等の遮光部位が作り込まれるので、開口率(単位画素領域において光利用が可能な領域の割合)が大きく、モアレも目立ちにくいという特徴を有している。   The DMD 3 is a reflection type light modulation element provided with a micro mirror 36 at a position corresponding to each pixel, and the luminance of the emitted light (reflected light) is changed by driving the micro mirror 36 with an electrostatic force or the like to change the reflection angle. Modulate. The DMD 3 has a feature that a light shielding portion such as a signal line and a driving transistor is formed below the micromirror 36, so that an aperture ratio (a ratio of a region where light can be used in a unit pixel region) is large and moire is not conspicuous. Have.

DMD3は、画素を構成するマイクロミラー36が変調信号に応じて個別に変位して光の反射方向を制御する。言い換えると、DMD3は、投写レンズ4へ光が入射される状態(以下、ON状態という)と入射されない状態(以下、OFF状態という)とをスイッチングして各状態の時間を制御することによって入射光の輝度変調を行う。したがって、DMD3はON状態、OFF状態の2値の制御を行っており、装置外部から投写レンズ4を経て入射する光から見ると、全てのマイクロミラー36がON状態にあるときの反射光の光路上に照明装置2が配置されている。   In the DMD 3, the micromirrors 36 constituting the pixels are individually displaced according to the modulation signal to control the light reflection direction. In other words, the DMD 3 controls the time of each state by switching between a state in which light is incident on the projection lens 4 (hereinafter referred to as an ON state) and a state in which light is not incident (hereinafter referred to as an OFF state). The luminance modulation is performed. Therefore, the DMD 3 performs binary control of the ON state and the OFF state. When viewed from the light incident through the projection lens 4 from the outside of the apparatus, the light of the reflected light when all the micromirrors 36 are in the ON state. A lighting device 2 is disposed on the road.

本実施形態における照明装置2は、3つのレーザ光源10R,10G,10BがそれぞれR光、G光、B光を時間順次に射出する構成となっている。すなわち、図7に示すように、1フレーム期間が3分割され、その各1/3フレーム(1サブフレーム)期間がR光、G光、B光の照射期間として順次射出される。さらに、その各照射期間内にR光、G光、B光が矩形パルス(例えば、4つずつの矩形パルス)で射出されている。この各色光が、光合波器34、光ファイバ39、ロッドインテグレータ30、拡大レンズ31を経てDMD3に照射される。よって、DMD3側も1/3フレーム期間毎に各色光に対応する画像を生成すべく、駆動信号に基づいて各マイクロミラー16が駆動される。このように、本実施形態のプロジェクタ1は、いわゆる色順次(カラーシーケンシャル)方式のプロジェクタである。   The illuminating device 2 in the present embodiment is configured such that the three laser light sources 10R, 10G, and 10B emit R light, G light, and B light sequentially in time. That is, as shown in FIG. 7, one frame period is divided into three, and each 1/3 frame (one subframe) period is sequentially emitted as an irradiation period of R light, G light, and B light. Furthermore, R light, G light, and B light are emitted as rectangular pulses (for example, four rectangular pulses) during each irradiation period. Each color light is irradiated to the DMD 3 through the optical multiplexer 34, the optical fiber 39, the rod integrator 30, and the magnifying lens 31. Therefore, each micromirror 16 is driven based on the drive signal so that the DMD 3 also generates an image corresponding to each color light every 1/3 frame period. As described above, the projector 1 according to this embodiment is a so-called color sequential projector.

照明装置2からの光がDMD3上に照射される際には、DMD3の各画素に対応するマイクロミラー36が、画素毎にON状態あるいはOFF状態となるように異なる方向を向く。ON状態にあるマイクロミラー36aで反射した光は投写レンズ4へ入射され、OFF状態にあるマイクロミラー36bで反射した光は投写レンズ4へ入射されないようになっている。すなわち、ON状態の画素が明状態、OFF状態の画素が暗状態とすると、DMD3は駆動信号に応じて画素毎に明状態、暗状態を制御することで1/3フレーム期間に各色光に対応した画像を生成する。そして、DMD3上に生成された画像が投写レンズ4によってスクリーン40上に投写される。ユーザは、網膜上での各色光毎の画像の積分効果によってフルカラーの画像を見ることができる。   When the light from the illuminating device 2 is irradiated onto the DMD 3, the micromirror 36 corresponding to each pixel of the DMD 3 is directed in different directions so that the pixel is turned on or off. Light reflected by the micromirror 36 a in the ON state is incident on the projection lens 4, and light reflected by the micromirror 36 b in the OFF state is not incident on the projection lens 4. That is, when the ON state pixel is in the bright state and the OFF state pixel is in the dark state, the DMD 3 controls each color light in the 1/3 frame period by controlling the bright state and the dark state for each pixel according to the drive signal. Generated image. Then, the image generated on the DMD 3 is projected on the screen 40 by the projection lens 4. The user can see a full-color image by the integration effect of the image for each color light on the retina.

次に、第2実施形態における、制御部20の制御について説明する。図8は、発光パルスと温度検出のタイミングチャートを示す図である。なお、図8の発光パルスは、図7に示す各色のパルス発光のうち、任意の1色における1/3フレームの発光パルスを示している。
図8に示すように、照射期間内における1つ目のパルス発光時(図8中T〜T)に波長変換素子12の温度を検出する。この検出方法は、上記第1実施形態の検出方法と同様に、波長変換素子12及びサーミスタThの熱容量による応答性を考慮して、半導体レーザチップ11の発光期間から非発光期間へと切り替わる時点からサーミスタThの応答に必要な時間だけ前に温度検出を行う(図8中T〜T)。
Next, control of the control unit 20 in the second embodiment will be described. FIG. 8 is a diagram showing a timing chart of light emission pulses and temperature detection. The light emission pulse in FIG. 8 indicates a light emission pulse of 1/3 frame in any one color among the pulse light emission of each color shown in FIG.
As shown in FIG. 8, the temperature of the wavelength conversion element 12 is detected at the time of the first pulse emission within the irradiation period (T 1 to T 3 in FIG. 8). In the same manner as the detection method of the first embodiment, this detection method starts from the time when the semiconductor laser chip 11 switches from the light emission period to the non-light emission period in consideration of the responsiveness due to the heat capacities of the wavelength conversion element 12 and the thermistor Th. Temperature detection is performed only before the time required for the response of the thermistor Th (T 2 to T 3 in FIG. 8).

そして、この時検出した温度が波長変換素子12の位相整合温度となりこの位相整合温度に基づいて、2つ目以降のパルス発光時にフィードバックを行い、波長変換素子12の温度が位相整合温度領域内で安定するようにヒータ18を制御する。これにより、波長吸収分を加味した波長変換素子12の位相整合温度に、速やかに制御することができる。なお、温度検出のタイミングは、各照射期間の最後に発信されるパルス発光期間に行ってもよい。つまり、照射期間毎の最後に発信されるパルス発光期間には、波長変換素子12の温度が安定しているため、この時に検出した温度に基づいて、次のフレームの照射期間で波長変換素子12がこの温度となるようにフィードバックを行う。これにより、波長変換素子12のより安定した温度に制御することができる。   Then, the detected temperature becomes the phase matching temperature of the wavelength conversion element 12, and feedback is performed at the time of the second and subsequent pulse emission based on this phase matching temperature, and the temperature of the wavelength conversion element 12 falls within the phase matching temperature region. The heater 18 is controlled to be stable. Thereby, it can control rapidly to the phase matching temperature of the wavelength conversion element 12 which considered the part for wavelength absorption. Note that the temperature detection timing may be performed in a pulse emission period transmitted at the end of each irradiation period. That is, since the temperature of the wavelength conversion element 12 is stable during the pulse emission period transmitted at the end of each irradiation period, the wavelength conversion element 12 is used in the irradiation period of the next frame based on the temperature detected at this time. Is fed back so that the temperature is at this temperature. Thereby, the temperature of the wavelength conversion element 12 can be controlled to be more stable.

本実施形態によれば、レーザ光源10R,10G,10Bが異なる波長域の光を時間順次に射出する色順次方式であるため、1個の光変調装置を用いるだけでカラーフィルターを備えることなく、カラー表示が可能となる。このとき、第1実施形態の光源装置10と同様の効果を奏するとともに、波長変換素子12の光の変換効率が高いため、このレーザ光源10R,10G,10Bをプロジェクタ1に備えることにより、明るい画像を表示することが可能となる。なお、色順次方式としては、DMD方式を用いたプロジェクタに限らず、反射型の液晶ライトバルブ、透過型の液晶ライトバルブ等のライトバルブを用いたプロジェクタでも色順次方式は可能である。   According to the present embodiment, since the laser light sources 10R, 10G, and 10B are color sequential systems that sequentially emit light in different wavelength ranges without using a color filter by using only one light modulation device, Color display is possible. At this time, the same effect as that of the light source device 10 of the first embodiment is obtained, and the light conversion efficiency of the wavelength conversion element 12 is high. Therefore, by providing the laser light sources 10R, 10G, and 10B in the projector 1, a bright image can be obtained. Can be displayed. Note that the color sequential method is not limited to the projector using the DMD method, and the color sequential method is also possible for a projector using a light valve such as a reflective liquid crystal light valve or a transmissive liquid crystal light valve.

(第3実施形態)
次に、図9に基づいて、本発明の第3実施形態について、主として図1,2を援用して説明する。図9は、第3実施形態における、発光パルスと温度検出のタイミングチャートを示す図である。なお、図9の発光パルスは、図7に示す各色のパルス発光のうち、任意の1色における2フレーム期間を示している。
本実施形態は、第2実施形態と同様の色順次方式のプロジェクタであって、レーザ光源(光源装置)10の制御部20における温度制御を、波長変換素子12の温度変化量に基づいて制御する点で相違している。なお、以下の説明においては、3つのレーザ光源10R,10G,10Bを区別する必要のない場合は、まとめてレーザ光源10とするとともに、レーザ光源10の構成については、上記第1,2実施形態と同様であるため説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, based on FIG. 9, a third embodiment of the present invention will be described mainly with reference to FIGS. FIG. 9 is a diagram showing a timing chart of light emission pulses and temperature detection in the third embodiment. In addition, the light emission pulse of FIG. 9 has shown the 2 frame period in arbitrary 1 color among the pulse light emission of each color shown in FIG.
This embodiment is a color sequential projector similar to the second embodiment, and controls temperature control in the control unit 20 of the laser light source (light source device) 10 based on the temperature change amount of the wavelength conversion element 12. It is different in point. In the following description, when it is not necessary to distinguish the three laser light sources 10R, 10G, and 10B, the laser light source 10 is collectively referred to, and the configuration of the laser light source 10 is described in the first and second embodiments. Since it is the same as that of FIG.

図9に示すように、まず、照射期間内における1つ目のパルス発光期間(図8中T〜T)に、第1,2実施形態と同様の方法で半導体レーザチップ11のパルス発光期間中で、波長変換素子12の温度が安定した時の温度を検出する。この時検出した温度は波長変換素子12の位相整合温度であり、レーザ光が波長変換素子12に吸収された際の最大値とする。 As shown in FIG. 9, first, in the first pulse emission period (T 1 to T 3 in FIG. 8) in the irradiation period, the pulse emission of the semiconductor laser chip 11 is performed in the same manner as in the first and second embodiments. During the period, the temperature when the temperature of the wavelength conversion element 12 is stabilized is detected. The temperature detected at this time is the phase matching temperature of the wavelength conversion element 12 and is the maximum value when the laser beam is absorbed by the wavelength conversion element 12.

ここで、色順次方式のプロジェクタは、1フレームが1/3フレーム毎の照射期間に分割され、各色が順次発光されるため、発光しているレーザ光源(例えば、レーザ光源10R)以外の他の2色のレーザ光源(例えば、レーザ光源10G,10B)は照射休止状態にある。したがって、第1実施形態のプロジェクタ100に比べ、各レーザ光源10R,10G,10Bの非発光の期間が長く、波長変換素子12の温度変化がより激しくなる。   Here, in the color sequential projector, since one frame is divided into irradiation periods every 1/3 frame and each color is emitted sequentially, other than the laser light source that emits light (for example, the laser light source 10R). Two-color laser light sources (for example, laser light sources 10G and 10B) are in an irradiation pause state. Therefore, compared with the projector 100 of 1st Embodiment, the non-light emission period of each laser light source 10R, 10G, 10B is long, and the temperature change of the wavelength conversion element 12 becomes more intense.

そこで、レーザ光の照射休止期間にも波長変換素子12の温度を検出する。具体的には、照射期間内の最後のパルス発光停止後、波長変換素子12の温度が低下して安定した状態、つまり、パルス発光が停止してから、次の照射期間における1つ目のパルス(図10中T)が射出される直前で温度を検出する(図10中T〜T)。この時検出する波長変換素子12の温度は、半導体レーザチップ11の照射休止期間における波長変換素子12の実際の温度であり、波長変換素子12の温度の最小値とする。つまり、レーザ光の照射期間の最大値と照射休止期間の最小値とを検出することで、波長変換素子12の温度の変化量を検出することができる。なお、照射休止期間における温度検出は、照射休止期間の温度検出を終了すると同時に、次の照射期間のパルスを発光するようにしてもよい(つまり、T=T)。 Therefore, the temperature of the wavelength conversion element 12 is also detected during the laser beam irradiation suspension period. Specifically, after the last pulse emission within the irradiation period is stopped, the temperature of the wavelength conversion element 12 is lowered and stabilized, that is, after the pulse emission stops, the first pulse in the next irradiation period. The temperature is detected immediately before (T 6 in FIG. 10) is injected (T 4 to T 5 in FIG. 10). The temperature of the wavelength conversion element 12 detected at this time is the actual temperature of the wavelength conversion element 12 during the irradiation suspension period of the semiconductor laser chip 11, and is the minimum value of the temperature of the wavelength conversion element 12. That is, the amount of change in the temperature of the wavelength conversion element 12 can be detected by detecting the maximum value of the laser light irradiation period and the minimum value of the irradiation pause period. Note that the temperature detection in the irradiation suspension period may be made to emit a pulse in the next irradiation period at the same time as the temperature detection in the irradiation suspension period is finished (that is, T 5 = T 6 ).

そして、この変化量に基づいて、制御部20からヒータ18に信号を送り、レーザ光の入射時に確実に位相整合温度領域内になるように波長変換素子12の温度制御を行う。これにより、照射休止期間が存在する色順次方式のプロジェクタにおいても、波長変換素子12を安定して制御することができる。   Then, based on the amount of change, a signal is sent from the control unit 20 to the heater 18 to control the temperature of the wavelength conversion element 12 so as to be surely within the phase matching temperature region when the laser beam is incident. As a result, the wavelength conversion element 12 can be stably controlled even in a color sequential projector having an irradiation suspension period.

本実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を奏するとともに、レーザ光の照射期間と照射休止期間との双方で波長変換素子12の温度を検出することにより、波長変換素子12におけるレーザ光の波長吸収による温度変化の変化量を検出することができる。そのため、照射休止期間が存在することで、温度変化が激しい色順次方式のプロジェクタ1においても、レーザ光が波長変換素子12に入射する際、確実に位相整合温度領域内に制御することができる。さらに、パルス出力の強度を変更した場合や、様々な発光パターンの組み合わせ等においても、波長変換素子12における波長吸収分による温度変化を推測し、速やかに波長変換素子12を位相整合温度に調整して対応することができるため、レーザ光の変換効率を向上することができる。   According to the present embodiment, the same effect as that of the first embodiment is obtained, and the temperature of the wavelength conversion element 12 is detected during both the laser light irradiation period and the irradiation suspension period, whereby the laser in the wavelength conversion element 12 is detected. The amount of change in temperature due to light wavelength absorption can be detected. For this reason, even in the color sequential projector 1 in which the temperature change is severe, the irradiation suspension period exists, so that the laser beam can be reliably controlled within the phase matching temperature region when entering the wavelength conversion element 12. Furthermore, even when the intensity of the pulse output is changed, or in various combinations of light emission patterns, the temperature change due to the wavelength absorption in the wavelength conversion element 12 is estimated, and the wavelength conversion element 12 is quickly adjusted to the phase matching temperature. Therefore, the conversion efficiency of laser light can be improved.

(第4実施形態)
次に、図10に基づいて、本発明の第4実施形態について、主として図1,2を援用して説明する。図10は、第4実施形態における、発光パルスと温度検出のタイミングチャートを示す図である。なお、図10の発光パルスは、図7に示す各色のパルス発光のうち、任意の1色における2フレーム間を示している。
本実施形態では、照射休止期間の温度検出のみを用いて波長変換素子12の温度制御を行う点で第2、3実施形態と相違している。まず、第4実施形態と同様の方法により照射休止期間の波長変換素子12の温度を検出する(図10中T〜T)。そして、予め波長変換素子12の吸収量に対応したLUT(look up table)を用い、照射休止期間に検出した温度とLUTを対応させて、レーザ光の照射期間に最適な位相整合温度となるようにヒータ18を制御する。
(Fourth embodiment)
Next, based on FIG. 10, 4th Embodiment of this invention is described mainly referring FIG. FIG. 10 is a diagram illustrating a timing chart of light emission pulses and temperature detection in the fourth embodiment. In addition, the light emission pulse of FIG. 10 has shown between two frames in arbitrary 1 color among the pulse light emission of each color shown in FIG.
The present embodiment is different from the second and third embodiments in that the temperature control of the wavelength conversion element 12 is performed using only the temperature detection during the irradiation suspension period. First, the temperature of the wavelength conversion element 12 during the irradiation suspension period is detected by the same method as in the fourth embodiment (T 4 to T 5 in FIG. 10). Then, using a LUT (look up table) corresponding to the absorption amount of the wavelength conversion element 12 in advance, the temperature detected during the irradiation pause period is associated with the LUT so that the optimum phase matching temperature can be obtained for the laser light irradiation period. The heater 18 is controlled.

本実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を奏するとともに、波長変換素子12の実際の温度にLUTを対応させることで、レーザ光の照射期間の最適な位相整合温度に調整することができるため、波長変換素子12におけるレーザ光の変換効率を向上させることができる。   According to the present embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and the LUT is made to correspond to the actual temperature of the wavelength conversion element 12, thereby adjusting the optimum phase matching temperature in the laser light irradiation period. Therefore, the conversion efficiency of the laser beam in the wavelength conversion element 12 can be improved.

また、第1〜第4実施形態の光源装置10は、走査型の画像表示装置にも適用される。このような画像表示装置の例を図11に示す。図11に示した画像表示装置200は、第1実施形態の光源装置10と、光源装置10から射出された光をスクリーン210に向かって走査するMEMSミラー(走査装置)202と、光源装置10から射出された光をMEMSミラー202に集光させる集光レンズ203とを備えている。光源装置10から射出された光は、MEMSミラー202を動かすことによって、スクリーン210上を横方向、縦方向に走査するように導かれる。カラーの画像を表示する場合は、半導体レーザチップ11を構成する複数のエミッタを、赤、緑、青のピーク波長を持つエミッタの組み合わせによって構成すれば良い。   The light source device 10 of the first to fourth embodiments is also applied to a scanning image display device. An example of such an image display device is shown in FIG. The image display device 200 illustrated in FIG. 11 includes the light source device 10 according to the first embodiment, the MEMS mirror (scanning device) 202 that scans the light emitted from the light source device 10 toward the screen 210, and the light source device 10. A condensing lens 203 that condenses the emitted light on the MEMS mirror 202 is provided. The light emitted from the light source device 10 is guided to scan the screen 210 in the horizontal direction and the vertical direction by moving the MEMS mirror 202. In the case of displaying a color image, a plurality of emitters constituting the semiconductor laser chip 11 may be configured by a combination of emitters having red, green, and blue peak wavelengths.

(第5実施形態)
次に、図12に基づいて本発明に係る第5実施形態について説明する。
本実施形態では、上記第1実施形態の光源装置10を備えるモニタ装置300の構成例について説明する。図12は、モニタ装置の概略構成を示す図である。モニタ装置300は、装置本体310と、光伝送部320とを備える。装置本体310は、上記第1実施形態の光源装置10を備える。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG.
In the present embodiment, a configuration example of a monitor device 300 including the light source device 10 of the first embodiment will be described. FIG. 12 is a diagram illustrating a schematic configuration of the monitor device. The monitor device 300 includes a device main body 310 and an optical transmission unit 320. The apparatus main body 310 includes the light source device 10 of the first embodiment.

光伝送部320は、光を送る側と受ける側の2本のライトガイド321,322を備える。各ライトガイド321,322は、多数本の光ファイバを束ねたもので、レーザ光を遠方に送ることができる。光を送る側のライトガイド321の入射側には光源装置10が配設され、その出射側には拡散板323が配設されている。光源装置10から出射したレーザ光は、ライトガイド321を伝って光伝送部320の先端に設けられた拡散板323に送られ、拡散板323により拡散されて被写体を照射する。   The light transmission unit 320 includes two light guides 321 and 322 on the light sending side and the light receiving side. Each of the light guides 321 and 322 is a bundle of a large number of optical fibers, and can send laser light to a distant place. The light source device 10 is disposed on the incident side of the light guide 321 on the light transmission side, and the diffusion plate 323 is disposed on the emission side thereof. The laser light emitted from the light source device 10 is transmitted to the diffusion plate 323 provided at the tip of the light transmission unit 320 through the light guide 321 and is diffused by the diffusion plate 323 to irradiate the subject.

光伝送部320の先端には、結像レンズ324も設けられており、被写体からの反射光を結像レンズ324で受けることができる。その受けた反射光は、受け側のライトガイド322を伝って、装置本体310内に設けられた撮像手段としてのカメラ311に送られる。この結果、光源装置10により出射したレーザ光により被写体を照射したことで得られる反射光に基づく画像をカメラ311で撮像することができる。   An imaging lens 324 is also provided at the tip of the light transmission unit 320, and reflected light from the subject can be received by the imaging lens 324. The received reflected light travels through the light guide 322 on the receiving side and is sent to a camera 311 as an imaging means provided in the apparatus main body 310. As a result, an image based on the reflected light obtained by irradiating the subject with the laser light emitted from the light source device 10 can be captured by the camera 311.

以上のように構成されたモニタ装置300によれば、高出力の光源装置10により被写体を照射することができることから、カメラ311により得られる撮像画像の明るさを高めることができる。   According to the monitor device 300 configured as described above, the subject can be irradiated by the high-output light source device 10, so that the brightness of the captured image obtained by the camera 311 can be increased.

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、パルス発光期間の温度検出のタイミングは、適宜変更してもよい。
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, the temperature detection timing during the pulse emission period may be changed as appropriate.

本発明の実施形態に係る光源装置を示す正面図である。It is a front view which shows the light source device which concerns on embodiment of this invention. 図1の光源装置のレーザ光のパルス出力と波長変換素子の温度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the pulse output of the laser beam of the light source device of FIG. 1, and the temperature of a wavelength conversion element. 図1の光源装置のパルス発光と温度検出のタイミングチャートを示す図である。It is a figure which shows the timing chart of the pulse light emission of the light source device of FIG. 1, and temperature detection. 図3の他の実施形態のタイミングチャートを示す図である。It is a figure which shows the timing chart of other embodiment of FIG. 本発明の第1実施形態に係るプロジェクタを示す平面図である。1 is a plan view showing a projector according to a first embodiment of the invention. 本発明の第2実施形態に係るプロジェクタを示す平面図である。It is a top view which shows the projector which concerns on 2nd Embodiment of this invention. プロジェクタのパルス発光の駆動波形を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the drive waveform of the pulse light emission of a projector. 本発明の第2実施形態の光源装置の発光パルスと温度検出のタイミングチャートを示す図である。It is a figure which shows the timing chart of the light emission pulse of the light source device of 2nd Embodiment of this invention, and temperature detection. 本発明の第3実施形態の光源装置の発光パルスと温度検出のタイミングチャートを示す図である。It is a figure which shows the timing chart of the light emission pulse of the light source device of 3rd Embodiment of this invention, and temperature detection. 本発明の第4実施形態の光源装置の発光パルスと温度検出のタイミングチャートを示す図である。It is a figure which shows the timing chart of the light emission pulse and temperature detection of the light source device of 4th Embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る画像表示装置を示す平面図である。It is a top view which shows the image display apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態に係るモニタ装置を示す平面図である。It is a top view which shows the monitor apparatus which concerns on 5th Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

Th…サーミスタ、10…光源装置、12…波長変換素子、18…ヒータ(温度調整部)、20…制御部、1,100…プロジェクタ、104R,104G,104B…液晶ライトバルブ(光変調装置) 107…投射レンズ(投射装置) 202…MEMSミラー(走査装置) 300…モニタ装置 311…カメラ   Th ... thermistor, 10 ... light source device, 12 ... wavelength conversion element, 18 ... heater (temperature adjustment unit), 20 ... control unit, 1,100 ... projector, 104R, 104G, 104B ... liquid crystal light valve (light modulation device) 107 ... Projection lens (projection device) 202 ... MEMS mirror (scanning device) 300 ... Monitor device 311 ... Camera

Claims (12)

レーザ光を射出する発光素子と、
該発光素子から射出されたレーザ光のうち、一部の波長の光を所定の波長の光に変換し、前記所定の波長に変換された光を射出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を調整する温度調整部と、
前記発光素子をパルス駆動制御するとともに、前記温度検出部により検出された温度に応じて波長変換素子の温度が所定の温度になるように前記温度調整部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記発光素子に向けて出力するパルス駆動信号に同期した温度検出信号を前記温度検出部に出力し、この温度検出部により検出した温度に応じて前記温度調整部を制御することを特徴とする光源装置。
A light emitting element for emitting laser light;
Of the laser light emitted from the light emitting element, a wavelength conversion element that converts light having a predetermined wavelength into light having a predetermined wavelength and emits light converted to the predetermined wavelength;
A temperature detector for detecting the temperature of the wavelength conversion element;
A temperature adjusting unit for adjusting the temperature of the wavelength conversion element;
A pulse drive control of the light emitting element, and a control unit that controls the temperature adjustment unit so that the temperature of the wavelength conversion element becomes a predetermined temperature according to the temperature detected by the temperature detection unit,
The control unit outputs a temperature detection signal synchronized with a pulse drive signal output toward the light emitting element to the temperature detection unit, and controls the temperature adjustment unit according to the temperature detected by the temperature detection unit. A light source device characterized by the above.
前記温度検出部は、前記発光素子の発光期間から非発光期間へと切り替わる時点から所定期間だけ前に温度検出を開始することを特徴とする請求項1記載の光源装置。   2. The light source device according to claim 1, wherein the temperature detection unit starts temperature detection a predetermined period before a time point when the light emitting element switches from a light emission period to a non-light emission period. 請求項1または請求項2記載の光源装置と、
該光源装置から射出された光を走査し画像を形成する走査装置とを備えることを特徴とする画像表示装置。
The light source device according to claim 1 or 2,
An image display device comprising: a scanning device that scans light emitted from the light source device to form an image.
請求項1または請求項2記載の光源装置と、
該光源装置から射出された光を画像信号に応じて変調する光変調装置とを備えることを特徴とする画像表示装置。
The light source device according to claim 1 or 2,
An image display device comprising: a light modulation device that modulates light emitted from the light source device according to an image signal.
前記制御部は、前記発光素子に向けて1フレーム間に複数のパルス駆動信号を出力するとともに、前記温度検出部に向けて前記複数のパルス駆動信号により発光されるレーザ光の最初の発光期間で温度検出を行う温度検出信号を出力することを特徴とする請求項3または請求項4記載の画像表示装置。   The control unit outputs a plurality of pulse drive signals during one frame toward the light emitting element, and at an initial emission period of laser light emitted by the plurality of pulse drive signals toward the temperature detection unit. 5. The image display device according to claim 3, wherein a temperature detection signal for detecting temperature is output. 前記制御部は、前記発光素子に向けて1フレーム間に複数のパルス駆動信号を出力するとともに、前記温度検出部に向けて前記複数のパルス駆動信号により発光されるレーザ光の最後の発光期間で温度検出を行う温度検出信号を出力することを特徴とする請求項3または請求項4に記載の画像表示装置。   The control unit outputs a plurality of pulse drive signals during one frame toward the light emitting element, and at the last light emission period of the laser light emitted by the plurality of pulse drive signals toward the temperature detection unit. 5. The image display device according to claim 3, wherein a temperature detection signal for detecting temperature is output. 前記光源装置が異なる波長域の光を時間順次に射出可能であることを特徴とする請求項3ないし請求項6の何れか1項に記載の画像表示装置。   The image display device according to any one of claims 3 to 6, wherein the light source device can emit light in different wavelength ranges sequentially in time. 前記温度検出部は、所定の波長域の光を発光する前記発光素子の照射期間と照射休止期間の双方で温度を検出することを特徴とする請求項7に記載の画像表示装置。   The image display device according to claim 7, wherein the temperature detection unit detects the temperature in both an irradiation period and an irradiation suspension period of the light emitting element that emits light in a predetermined wavelength range. 前記温度検出部は、前記発光素子の照射休止期間に温度を検出することを特徴とする請求項7に記載の画像表示装置。   The image display device according to claim 7, wherein the temperature detection unit detects a temperature during an irradiation suspension period of the light emitting element. 請求項3ないし請求項9の何れか1項に記載の画像表示装置と、
該画像表示装置により形成された画像を投射する投射装置を備えることを特徴とするプロジェクタ。
An image display device according to any one of claims 3 to 9,
A projector comprising: a projection device that projects an image formed by the image display device.
請求項1または請求項2記載の光源装置と、
該光源装置から射出された光により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。
The light source device according to claim 1 or 2,
A monitor device comprising: imaging means for imaging a subject by light emitted from the light source device.
レーザ光を射出する発光素子と、
該発光素子から射出されたレーザ光のうち、一部の波長の光を所定の波長の光に変換し、前記所定の波長に変換された光を射出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を調整する温度調整部と、
前記発光素子をパルス駆動制御するとともに、前記温度検出部により検出された温度に応じて波長変換素子の温度が所定の温度になるように前記温度調整部を制御する制御部とを備えた光源装置を用い、
前記制御部は、前記発光素子に向けて出力するパルス駆動信号に同期した温度検出信号を前記温度検出部に出力し、この温度検出部により検出した温度に応じて前記温度調整部を制御することを特徴とする光源装置の駆動方法。
A light emitting element for emitting laser light;
Of the laser light emitted from the light emitting element, a wavelength conversion element that converts light having a predetermined wavelength into light having a predetermined wavelength and emits light converted to the predetermined wavelength;
A temperature detector for detecting the temperature of the wavelength conversion element;
A temperature adjusting unit for adjusting the temperature of the wavelength conversion element;
A light source device comprising: a control unit that performs pulse drive control of the light emitting element and controls the temperature adjusting unit so that the temperature of the wavelength conversion element becomes a predetermined temperature according to the temperature detected by the temperature detecting unit Use
The control unit outputs a temperature detection signal synchronized with a pulse drive signal output toward the light emitting element to the temperature detection unit, and controls the temperature adjustment unit according to the temperature detected by the temperature detection unit. A method for driving a light source device.
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