CN101278223A - 光源模块以及使用该光源模块的光学扫描设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种扫描光束以同时实现各种图像并且实现三维图像的光源模块，以及使用该光源模块的光学扫描设备。该光源模块包括用于发出调制的光以传送图像信息的多个发光元件，和用于固定该发光元件使得各个发光元件的固定位置彼此不同或发光元件的方向角彼此不同的固定部件。

Description

光源模块以及使用该光源模块的光学扫描设备

技术领域

本发明涉及光源模块(light source module)以及使用该光源模块的光学扫描设备。更具体地，本发明涉及扫描光束从而同时再现各种图像画面并且可实现三维图像的光源模块，以及使用该光源模块的光学扫描设备。

背景技术

近来，对大的图像显示装置的要求日益增加。大的图像显示装置主要地分为以CRT(cathode-ray tube，阴极射线管)为代表的直视式图像显示装置、以LCD(liquid crystal display，液晶显示器)投影机为代表的投影式图像显示装置以及光学扫描式图像显示装置。

在作为直视式图像显示器的CRT中，响应于彩色图像信号的红、绿、蓝组份，从红、绿、蓝电子枪发射的红、绿、蓝电子束到达在荧光板(fluorescent panel)上形成的红、绿、蓝彩色像素的荧光点，从而照射对应于该彩色图像信号的红、绿、蓝彩色像素的荧光点，使得在荧光板上显示彩色图像。然而，在CRT设备中，由于需要由红、绿、蓝电子枪发射并到达荧光屏的红、绿、蓝电子束的绝对移动距离，所以CRT的总尺寸和重量增加，从而增加CRT的彩色图像画面的尺寸受到限制。

同时，根据代表投影式图像显示器的LCD投影机，重量和厚度可减小且可形成相对大的图像画面，但是由于采用偏振器，所以存在光损失这一缺点。

在以本申请的申请人名义的韩国专利No.0607644中提出了一种光学扫描式图像显示设备，其中有可能在不使用旋转多面镜的情况下，通过转动线光源(linear light source)进行二维扫描。然而，该申请中所公开的图像显示装置不能充分显示各种图像。此外，在该申请中所公开的图像显示装置具有难以实现三维图像的缺点。

发明内容

本发明致力于提供一种光源模块和使用该光源模块的光学扫描设备，该光源模块具有如下优点：实现各种图像以产生各种结果，从而增强该产品的可销售性。

此外，本发明致力于提供一种光源模块和使用该光源模块的光学扫描设备，该光源模块具有如下优点：产生不需要用于观看三维图像的眼镜就能看到的三维图像。

本发明的典型实施例提供一种光源模块，该光源模块包括多个发光元件，用于发射调制的光以传送图像信息；以及固定部件，用于固定该发光元件使得各个发光元件的固定位置彼此不同或者发光元件的方向角(direction angle)彼此不同。

该固定部件可以包括基座和突起，该突起以恒定的相互间隔布置在该基座上且分别具有在与该基座形成的表面不同的高度处的表面。

该突起的侧表面可形成为倾斜的。

发光元件可以以至少一行布置在所述固定部件上。

该突起可以以至少一行布置。

该突起可形成为截顶圆锥。

该突起可形成为截顶四角锥。

在该突起上可设置有形成为截顶四角锥的其它突起。

可通过从该基座延伸的曲面形成提供给该基座的突起。

可沿长度方向连续形成提供给该固定部件的在不同高度形成的表面。

该表面可形成为弯曲的。

该表面的侧部分可以是倾斜的。

本发明的典型实施例提供一种光学扫描设备，该光学扫描设备使用一种光源模块，该光源模块包括多个发光元件，用于发射调制的光以传送图像信息，以及固定部件，用于固定该发光元件使得各个发光元件的固定位置彼此不同或发光元件的方向角彼此不同。

发光元件可由发光二极管，且特别地由表面发光二极管来实现。

附图说明

图1是用于解释应用本发明的典型实施例的例子的透视图。

图2是沿图1中的线II-II所取的截面图。

图3是示出本发明第一实施例的主要部分的透视图。

图4是图3的俯视图。

图5是用于说明本发明第二实施例的透视图。

图6是用于说明本发明第三实施例的透视图。

图7是用于说明本发明第四实施例的透视图。

图8是用于说明本发明第五实施例的透视图。

图9是用于说明本发明第六实施例的透视图。

图10是用于说明本发明第七实施例的透视图。

图11是用于说明本发明第八实施例的透视图。

图12是用于说明本发明第九实施例的透视图。

图13是用于说明本发明第十实施例的透视图。

图14是用于说明本发明第十一实施例的透视图。

图15是用于说明本发明第十二实施例的透视图。

具体实施方式

下面将参考附图详细说明本发明的典型实施例。

图1是用于解释应用本发明的典型实施例的例子的透视图，图2是沿图1中的线II-II所取的截面图并示出用于图像显示设备的光学扫描设备。光学扫描设备10可包括连接到如马达的驱动装置(未示出)的柱形鼓(drum)20，以及布置在鼓20的外表面上的光源模块。光学扫描设备10可在屏幕25等上扫描光以实现图像。然而，本发明不限于该例子，光学扫描设备10还可在没有屏幕25的情况下发光以直接显示用户可看见的图像。

图3是示出本发明第一实施例的主要部分的透视图，图4是图3的俯视图并示出了光源模块。根据本发明实施例的光源模块包括固定部件30和发光元件40。固定部件30包括基座50，该基座50可以以具有特定长度的棒的形状形成，固定部件30还包括突起60，该突起60重复地布置在基座50上且具有与基座50形成的表面具有高度差h(如图3所示)的表面。基座50和突起60可通过组合分离的部件来形成，然而优选将基座50和突起60一体化形成为单个体。在本发明的第一实施例中，突起60可形成为切去端部的圆锥，即截顶圆锥。也就是说，根据本发明第一典型实施例的光源模块具有形成为截顶圆锥的突起60按行布置在具有特定长度的固定部件30上的结构。也就是说，在由基座50形成的表面50a和由突起60形成的表面60a之间具有特定的高度差h(如图3所示)。在该情况下，突起60的表面60a可优选地形成在相同的高度。

发光元件40a、40b、40c、40d、40e和40f(参见图3和图4)可耦合到突起60的表面60a、形成突起60之间的基座50的表面50a和突起60的侧表面60b。耦合到突起60的侧表面60b的发光元件40c、40d、40e和40f(参见图4)可以有规则地布置在前侧、后侧、左侧和右侧。布置发光元件40使得布置在突起60的表面60a上的发光元件40a形成一行，而布置在形成突起60之间的基座50的表面50a上的其它发光元件40b形成与发光元件40a相同的行但与发光元件40a之间具有一高度差。布置在突起60的倾斜侧表面60b上的发光元件40c和40e形成与发光元件40a的行不同的行，且因倾斜具有不同的方向角。布置在突起60的倾斜侧表面60b上的发光元件40d和40f形成与发光元件40a相同的行，但是因倾斜具有不同的光扫描方向，从而具有不同的方向角。

可应用于本发明的发光元件40以激光器二极管或发光二极管按行布置的形状发射与显示的图像相对应的红、绿、蓝色的调制的光。

下面详细解释本发明第一典型实施例的操作。发光元件40可在与固定部件30的长度方向垂直的方向上移动的同时扫描图像。将使用以这种方式扫描的发光元件40的例子进行更详细的解释。在前方中央观看图像的人可以主要地看到突起60的表面60a上的发光元件40a和布置在突起60之间的表面50a上的发光元件40b。在左侧观看图像的人可看到布置在突起60的左侧表面上的发光元件40d，而在右侧观看图像的人可主要地看到布置在突起60的右侧表面上的发光元件40f。因此，左右图像可形成为彼此不同的图像，且发光元件被独立地调制，使得在观看者的左右眼可照明不同的图像。也就是说，当观看者看发光元件时，中央发光元件40a和40b、向左右扫描的发光元件40d和40f或向上下侧扫描的发光元件40c和40e向不同的空间扫描，且中央发光元件40a和40b以高度差h向不同的空间扫描，使得可显示三维图像。在具有不同高度的光源的发光元件进行扫描的情况下，可给与观看者光源的深度感。另外，由于发光元件以不同的方向角发光，例如，向左右扫描的发光元件根据位置向左右扫描，所以根据观看方向其中一个不能被看到，从而实际看到的图像基于扫描位置和观看者的位置而变得不同。例如，在光源从左向右移动的同时进行扫描且观看者位于中央的情况下，从向左倾斜的方向角上的发光元件发的光在从左扫描开始点向观看者的前方(中央)扫描的同时不能到达观看者的眼睛，但是在从观看者的前方(中央)向右扫描结束点扫描的同时可容易地到达观看者的眼睛。相反，从向右倾斜的方向角上的发光元件发的光在从左扫描开始点向观看者的前方(中央)扫描的同时到达观看者的眼睛，但是在从观看者的前方(中央)向右扫描结束点扫描的同时不能到达观看者的眼睛。因此，可以看见的光源的范围根据发光元件的方向角和观看者的位置而变化，且观看者可根据发光元件的高度感受到深度，从而可扫描具有优良立体感的图像。

因此，可享受清晰的三维图像而不需要单独的用于三维图像的眼镜。

同时，在本发明的典型实施例中，光到达的区域可由发光元件来改变，从而可根据观看位置看到不同的图像。

图5是说明本发明第二典型实施例的图，并示出了光源模块。只针对与本发明第一典型实施例不同的部分对本发明第二典型实施例进行解释，且省略对相同部分的解释。在本发明第二典型实施例中，固定部件100包括基座105和在基座105上以两行布置的突起110和120。以两行布置的突起110和120被分别形成为与本发明第一典型实施例中相同的截顶圆锥。发光元件130(为便于说明，仅部分发光元件由附图标记标示)以与本发明第一典型实施例相同的方式布置。在本发明的第二典型实施例中，如果光源的光量不足，则可通过添加附加的发光元件来实现本发明的目的，且本发明的第二典型实施例示出可以按不同的方式来实行本发明。

图6是说明本发明的第三典型实施例的图，且示出了光源模块。只针对与本发明第一典型实施例不同的部分对本发明第三典型实施例进行解释，且省略对相同部分的解释。在本发明第三典型实施例中，提供给构成固定部件150的基座160的突起170按行布置，且具有上部被切除的四角锥形状，即截顶四角锥形状。发光元件180(为便于说明，仅部分发光元件由附图标记标示)可布置在突起170之间的基座160的表面上和由突起170形成的表面上。本发明第三典型实施例示出了本发明可以以各种方式来实行。

图7是说明本发明的第四典型实施例的图，且示出了光源模块。只针对与本发明第三典型实施例不同的部分对本发明的第四典型实施例进行解释，且省略对相同部分的解释。本发明第四典型实施例的固定部件200在基座210的上表面处提供有上部被切除的四角锥，即截顶四角锥形状的第一突起220。此外，在第一突起220的上表面处提供第二突起230。第二突起230可以以与第一突起220相似的上部被切除的四角锥，即截顶四角锥的形状形成。发光元件240优选地可布置在第一突起220和第二突起230的表面上以及第一突起220之间的基座210的表面上。本发明第四典型实施例具有与本发明的上述典型实施例相同的操作和效果，但是可通过不同的结构来实现本发明的目的。

图8是说明本发明第五典型实施例的图，且示出了光源模块。只针对与本发明第一典型实施例不同的部分对本发明的第五典型实施例进行解释，且省略对相同部分的解释。本发明第五典型实施例的固定部件250包括基座260和以不同高度布置在该基座上的多个突起270。也就是说，突起270具有在与基座260形成的表面不同的高度处形成的表面，且被重复地布置。此外，发光元件280可布置在由突起270形成的表面上和由突起270之间的基座260形成的表面上。或者，基座260可形成为具有凹槽，从而形成具有不同表面的突起270。

图9是说明本发明第六典型实施例的图，且示出了光源模块。只针对与本发明第五典型实施例不同的部分对本发明的第六典型实施例进行解释，且省略对相同部分的解释。本发明第六典型实施例的固定部件300包括基座310和提供给基座310的突起320，且突起320的侧表面形成为倾斜的表面320a。此外，发光元件330可布置在由突起320形成的上表面上和倾斜的表面320a上。在本发明的典型实施例中，基座310和突起320优选地可集成在单个部件中。本发明的第六典型实施例示出了本发明的目的可以以各种方式来实现。

图10是说明本发明第七典型实施例的图，且示出了光源模块。只针对与本发明第六典型实施例不同的部分对本发明第七典型实施例进行解释，且省略对相同部分的解释。本发明第七典型实施例的固定部件370包括基座360和形成在基座360上的突起370，且突起370的两个侧表面分别形成为倾斜的表面370a和370b。发光元件380可布置在由突起370形成的上表面上和倾斜的表面370a和370b上。在本发明的典型实施例中，基座360和突起370可优选地集成在单个部件中。如本发明第六典型实施例中，以倾斜的表面形成每个突起的一个侧表面，但是在本发明第七典型实施例中，以倾斜的侧表面形成突起的两个侧表面。本发明的第七典型实施例示出了本发明的目的可以以各种方式来实现。

图11是说明本发明第八典型实施例的图，且示出了光源模块。只针对与本发明第七典型实施例不同的部分对本发明第八典型实施例进行解释，且省略对相同部分的解释。本发明第八典型实施例的固定部件400包括基座410和形成在基座410上的突起420，且突起420的两个侧表面分别形成为倾斜的表面420a和420b。发光元件430可布置在由突起420形成的上表面上和倾斜的侧表面420a和420b上。特别地，当与本发明的第七典型实施例相比较时，本发明第八典型实施例的每个突起420的上表面被形成得非常窄。该例子还示出了本发明可以以各种方式来实行。在本发明的典型实施例中，基座410和突起420可优选地集成在单个部件中。本发明的第八典型实施例示出了可以以各种方式实现本发明的目的。

图12是说明本发明的第九典型实施例的图，且示出了固定部件450。只针对与本发明第七典型实施例不同的部分对本发明第九典型实施例进行解释，且省略对相同部分的解释。固定部件450包括基座460和从基座460延伸的突起470，且突起470被形成为通过曲面相互连接的形状。发光元件480耦合到该曲面。本发明第九典型实施例示出了本发明的目的可以以各种方式来实现。

上述结构被配置成最大化到达左眼和右眼的发光元件的光的不同，且特别地，在图10、图11和图12的情况下，如果向上侧和下侧扫描光，则可最大化该效果。相反，可以得知在图3、图6和图7的情况下在右侧和左侧可以看到不同的图像而与扫描方向无关。

在图13、图14和图15的情况下，如果在左方向和右方向上扫描光，则可以更有效地看到观看者的左图像和右图像之间的不同。利用固定部件在垂直方向上布置且在水平方向上进行平行移动或转动移动的例子对此进行解释。

图13是说明本发明第十典型实施例的图，且示出了固定部件500。只针对与本发明的第五典型实施例不同的部分对本发明第十典型实施例进行解释，且省略对相同部分的解释。在本发明的第十典型实施例中，固定部件500被形成为在与其长度方向垂直的方向上具有阶梯的形状。固定部件500包括基座510和从基座510延伸的突起520、530和540。突起520、530和540沿着基座510的长度方向形成相同的表面，且发光元件545可布置在该表面上。本发明第十典型实施例示出了本发明的目的可以以各种方式来实现。

图14是说明本发明第十一典型实施例的图，且示出了固定部件550。只针对与本发明第十典型实施例不同的部分对本发明第十一典型实施例进行解释，且省略对相同部分的解释。在本发明第十一典型实施例中，固定部件550被形成为在与其长度方向垂直的方向上具有阶梯形状。固定部件550包括基座560和从基座560延伸的突起570、580和590。突起570、580和590沿着基座550的长度方向形成相同的表面，且发光元件595可布置在该表面上。特别地，在本发明第十一典型实施例中，连接突起570、580和590的部分可形成为曲面或倾斜的表面。发光元件595可布置在形成突起570、580和590的表面上。本发明的第十一典型实施例示出了本发明的目的可以以各种方式来实现。

图15是说明本发明第十二典型实施例的图，且示出了固定部件600。将只针对与本发明第十一典型实施例不同的部分对本发明第十二典型实施例进行解释，且省略对相同部分的解释。在本发明第十二典型实施例中，固定部件600被形成为在与其长度方向垂直的方向上具有阶梯形状。固定部件600包括基座610和从基座610延伸的突起620、630和640。突起620、630和640沿着基座610的长度方向形成相同的表面，且发光元件645可布置在该表面上。特别地，在本发明第十二典型实施例中，连接突起620、630和640的部分可形成为倾斜的表面620a、630a和640a。发光元件645可布置在突起620、630和640形成的表面上和倾斜的表面620a、630a和640a上。本发明第十二典型实施例示出了本发明的目的可以以各种方式来实现。同样本发明可通过组合本发明的典型实施例或本发明的典型实施例的变形来不同地实现。例如，可以以通过与形状容易改变的软性PCB结合来形成固定部件和发光元件的方法来实现本发明。

此外，在不改变固定部件的物理高度或者不形成倾斜的表面的情况下，可使用光学装置等来改变光源的深度感或方向角。例如，可以使用如透镜的光学装置来改变位于相同表面上的发光元件的表观发光位置(apparent light emitting position)。此外，可以使用如能够改变所发的光的方向特性的棱镜的光学装置来调节从光源发的光的方向角。

这样，根据本发明，发光元件在不同高度以至少一行布置在固定部件上，或发光元件以不同的方向角扫描光，因而可实现三维图像。

特别地，根据本发明，可不使用用于观看三维图像的眼镜来看到三维图像。

此外，发光元件在不同的位置发光，且所发的光在不同的方向上扫描，从而可以以多种方式来实现图像，由此增强了本产品的可销售性。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1. 一种光源模块，包括：

多个发光元件，用于发出调制的光以传送图像信息；以及

固定部件，用于固定所述发光元件，使得所述各个发光元件的固定位置彼此不同，或所述发光元件的方向角彼此不同，

其中，所述固定部件包括：

基座；以及

突起，所述突起以恒定的相互间隔布置在所述基座上，且分别具有在与所述基座形成的表面不同的高度处的表面。

2. 根据权利要求1所述的光源模块，其中所述突起的侧表面被形成为倾斜的。

3. 根据权利要求1所述的光源模块，其中所述发光元件以至少一行布置在所述固定部件上。

4. 根据权利要求1所述的光源模块，其中所述突起以至少一行布置。

5. 根据权利要求1所述的光源模块，其中所述突起被形成为截顶圆锥。

6. 根据权利要求1所述的光源模块，其中所述突起被形成为截顶四角锥。

7. 根据权利要求6所述的光源模块，其中在所述突起上设置有形成为截顶四角锥的其它突起。

8. 根据权利要求1所述的光源模块，其中由从所述基座延伸的曲面形成提供给所述基座的所述突起。

9. 根据权利要求1所述的光源模块，其中沿着长度方向连续形成被提供给所述固定部件的在与所述基座形成的表面不同的高度处形成的所述表面。

10. 根据权利要求9所述的光源模块，其中所述表面被形成为曲面。

11. 根据权利要求9所述的光源模块，其中所述表面的侧部分是倾斜的。

12. 一种光学扫描设备，该光学扫描设备使用光源模块，所述光源模块包括：

多个发光元件，用于发出调制的光以传送图像信息；以及

固定部件，用于固定所述发光元件，使得所述各个发光元件的固定位置彼此不同，或所述发光元件的方向角彼此不同，

其中，所述固定部件包括：

基座；以及

突起，所述突起以恒定的相互间隔布置在所述基座上，且分别具有在与所述基座形成的表面不同的高度处的表面。

13. 根据权利要求12所述的光学扫描设备，其中所述发光元件以至少一行布置在所述固定部件上。

14. 根据权利要求12所述的光学扫描设备，其中所述突起以至少一行布置。

Claims (16)

1. 一种光源模块，包括：

多个发光元件，用于发出调制的光以传送图像信息；以及

固定部件，用于固定所述发光元件，使得所述各个发光元件的固定位置彼此不同，或所述发光元件的方向角彼此不同。

2. 根据权利要求1所述的光源模块，其中所述固定部件包括：

基座；以及

突起，所述突起以恒定的相互间隔布置在所述基座上，且分别具有在与所述基座形成的表面不同的高度处的表面。

3. 根据权利要求2所述的光源模块，其中所述突起的侧表面被形成为倾斜的。

4. 根据权利要求1所述的光源模块，其中所述发光元件以至少一行布置在所述固定部件上。

5. 根据权利要求2所述的光源模块，其中所述突起以至少一行布置。

6. 根据权利要求2所述的光源模块，其中所述突起被形成为截顶圆锥。

7. 根据权利要求2所述的光源模块，其中所述突起被形成为截顶四角锥。

8. 根据权利要求7所述的光源模块，其中在所述突起上设置有形成为截顶四角锥的其它突起。

9. 根据权利要求2所述的光源模块，其中由从所述基座延伸的曲面形成提供给所述基座的所述突起。

10. 根据权利要求2所述的光源模块，其中沿着长度方向连续形成被提供给所述固定部件的在与所述基座形成的表面不同的高度处形成的所述表面。

11. 根据权利要求10所述的光源模块，其中所述表面被形成为曲面。

12. 根据权利要求10所述的光源模块，其中所述表面的侧部分是倾斜的。

13. 一种光学扫描设备，该光学扫描设备使用光源模块，所述光源模块包括：

多个发光元件，用于发出调制光以传送图像信息；以及

固定部件，用于固定所述发光元件，使得所述各个发光元件的固定位置彼此不同，或所述发光元件的方向角彼此不同。

14. 根据权利要求13所述的光学扫描设备，其中所述固定部件包括：

基座；以及

突起，所述突起以恒定的相互间隔布置在所述基座上，且分别具有在与所述基座形成的表面不同的高度处的表面。

15. 根据权利要求13所述的光学扫描设备，其中所述发光元件以至少一行布置在所述固定部件上。

16. 根据权利要求14所述的光学扫描设备，其中所述突起以至少一行布置。

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