JP6349743B2 - 光源装置及びこの光源装置を用いた画像投影装置 - Google Patents
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Description
この種の固体発光素子を用いた光源装置は、放電ランプに比べて、例えば、色再現性、発光効率、光の利用効率等の向上や、長寿命化を図ることができる等のメリットがある。
従って、拡散部材の機能低下を検出する構成とするのが望ましい。また、拡散部材の機能低下を検出する構成とする場合に、レーザ光による照明光率を極力損なうことなく検出可能な構成とすることが望ましい。
前記無効となったレーザ光を前記受光部材で検出することにより前記拡散部材の機能低下を判断することを特徴とする。
図1ないし図3は、本発明に係る光源装置の第1の実施例を示す要部光学図である。この図1において、符号1a、1b、1cはレーザ光源、符号2a〜2cはそのレーザ光源1a、1b、1cから射出されたレーザ光Pを集光するカップリングレンズ、符号2はそのカップリングレンズ2a〜2cにより集光されたレーザ光Pを集束させる集束レンズ、符号3はその集束レンズ2により集束されたレーザ光Pを平行光束に変換するコリメートレンズである。
レーザ光Pの進行光路に拡散部材4を配置すると、拡散部材4と空気中との屈折率の差に起因する界面反射よって、射出面4bからレーザ光Pが射出する際にレーザ光Pが拡散される。
ここで、主たる光束とは、照明光に用いるのに必要な光束であり、無効な光束とは拡散部材4を通過せずに入射側に戻るレーザ光(後方散乱光)、拡散部材4を通過したレーザ光Pのうち照明光に利用できない光束、すなわち、拡散部材4を通過して前方に大きく散乱したレーザ光を言う。
この実施例2では、図4に示すように、拡散部材4は、レーザ光Pの進行光路に対して斜めに配設されている。ここでは、受光部材5は、入射面4aよりも入射側で、入射面4aにおいて正反射されて無効となったレーザ光P”を受光する構成とされている。
また、入射面4aに反射防止コートを設けると反射率のバラツキが生じ、この反射防止コートの反射率のバラツキを考慮して受光部材5の配設位置の調節を行う必要が生じる。これに対して、反射防止コートを設けない場合の入射面4aにおける反射率のバラツキは非常に小さいので、受光部材5の配設位置の調節を必要以上に行うことなく、無効なレーザ光P”を検出できる。
この実施例2によれば、入射面4aにより正反射された無効なレーザ光P”を検出する構成であるので、拡散光である無効なレーザ光P”を検出する実施例1に比べて、検出感度が向上する。
この実施例3では、図5に示すように、拡散部材4は、入射面4aと射出面4bとの少なくとも一方の面が拡散機能を与える面とされた平行平面板から構成されている。平行平面板はレーザ光Pの進行光路に垂直に設けられている。ここでは、射出面4bが実施例1、実施例2と同様に拡散機能を与える拡散面とされている。
この実施例4では、図6に示すように、レーザ光源1a〜1cと拡散部材4との間のレーザ光Pの進行光路に光路切り替え盤7が設けられている。この光路切り替え盤7は、レーザ光源1a〜1cから射出されたレーザ光Pの進行光路を、拡散部材4が設けられた第1光路L1と、レーザ光源1a〜1cから射出されたレーザ光Pにより励起されて蛍光を発生する蛍光体6が設けられた第2光路L2とに切り替える役割を果たす。なお、ここでは、レーザ光Pには青色のレーザ光が用いられる。
この実施例4に係る光源装置を画像投影装置に用いた場合、赤、青、緑を合成してカラー画像をスクリーンに投影することができる。
図9は図6に示す光源装置を有する画像投影装置を示す説明図である。
光路合成部材14により反射されて有効光束として用いるレーザ光P’と光路合成部材14を透過した蛍光とが進行する進行光路には、これらの光束を集光する集光レンズ15と、入射端面16aと射出端面16bとを有するライトトンネル16とが設けられている。
その制御部20は、画像データに基づいてレーザ光源1a〜1c、駆動モータ8、9をオン・オフ制御すると共に、画像形成素子19を制御する。
以下、その制御部20による拡散機能低下制御一例を図10に示すフローチャートを参照しつつ説明する。
画像投影装置の落下等による衝撃その他何らかの原因で拡散部材4がレーザ光Pの進行光路から逸脱すると、又は、拡散部材4の熱的劣化によるひび等が生じると、拡散部材4の拡散機能が低下し、受光部材5から出力される電気信号の電圧値Vが低下する。
また、制御部20により、直接、レーザ光源1a〜1cの駆動をハードウエア的に又はソフトウエア的に停止(オフ)する構成としても良い(S.4”)。
4…拡散部材
4a…入射面
4b…射出面
5…受光部材
P、P’、P”…レーザ光
Claims (11)
- レーザ光を射出するレーザ光源と、
前記レーザ光の進行光路に設けられて該レーザ光が入射する入射面と該入射面に入射したレーザ光が拡散して出射する射出面とを有し、静止した状態で配置された拡散部材と、
前記射出面から射出されて有効な光束として用いられるレーザ光の進行光路の邪魔にならない位置に設けられて前記拡散部材を通過する際に前記拡散部材において無効となったレーザ光を受光する受光部材とを備え、
前記無効となったレーザ光を前記受光部材で検出することにより前記拡散部材の機能低下を判断することを特徴とする光源装置。 - 前記受光部材は、少なくとも前記射出面よりも入射側で反射されて前記無効となったレーザ光を受光することを特徴とする請求項1に記載の光源装置。
- 前記拡散部材は、前記レーザ光の進行光路に対して斜めに配置され、前記受光部材は前記入射面において反射されたレーザ光を受光することを特徴とする請求項1に記載の光源装置。
- 前記射出面が前記レーザ光に拡散機能を与える面とされていることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の光源装置。
- 前記拡散部材が、前記入射面と前記射出面との少なくとも一方の面が拡散機能を与える面とされた平行平面板から構成され、前記受光部材は、前記平行平面板の前記入射面と前記射出面とを除く少なくとも一つの端面に臨ませて配置されていることを特徴とする請求項1に記載の光源装置。
- 前記レーザ光源と前記拡散部材との間の前記進行光路に前記レーザ光源から射出されたレーザ光の進行光路を、前記拡散部材が設けられた第1光路と、前記レーザ光源から射出されたレーザ光により励起されて蛍光を発生する蛍光体が設けられた第2光路とに切り替える光路切り替え盤が設けられていることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の光源装置。
- 前記受光部材は、前記無効となったレーザ光を捕捉する捕捉素子と、該捕捉素子により捕捉されたレーザ光を電気信号に変換するセンサとを有し、前記捕捉素子は集光レンズ又は散乱部材であることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の光源装置。
- 請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の光源装置と、該光源装置の拡散部材により拡散されたレーザ光を変調して画像形成光を形成する画像生成部と、該画像生成部により生成された画像形成光を投影する投影レンズ系と、前記受光部材による検出量が予め定められた閾値以下のときに前記レーザ光源の駆動を停止するか又はレーザ光源から出力されるレーザ光の出力を低下させるか又はレーザ光の進行光路を遮断する制御部と、を備えていることを特徴とする画像投影装置。
- 請求項6に記載の光源装置と、該光源装置の拡散部材により拡散されたレーザ光と該光源装置の蛍光体から発生した蛍光とを変調して画像形成光を形成する画像生成部と、該画像生成部により生成された画像形成光を投影する投影レンズ系と、前記受光部材による検出量が予め定められた閾値以下のときに前記レーザ光源の駆動を停止するか又はレーザ光源から出力されるレーザ光の出力を低下させるか又はレーザ光の進行光路を遮断する制御部と、を備えていることを特徴とする画像投影装置。
- 前記制御部により前記画像形成光の光量を低下させることを特徴とする請求項8又は請求項9に記載の画像投影装置。
- 前記拡散部材と前記投影レンズ系との間のレーザ光の進行光路に、前記拡散部材により拡散されたレーザ光の光量分布の均一化を図る光量分布均一化部材が設けられていることを特徴とする請求項8ないし請求項10のいずれか1項に記載の画像投影装置。
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