CN103309033A - 光组件及扫描型图像显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种光组件及具有该光组件的扫描型图像显示装置,在将来自红、绿、蓝这三色激光器的光束校准在一个合成光束轴上的光组件中,在环境温度的范围大于激光器的工作保证温度范围的情况下,减少由于加热、冷却装置时的温度变化所引起的变位或变形而产生的三色的光束光点的相对位置偏移。在搭载有多个激光器并照射来自上述多个激光器的光束的光组件中,其特征在于,具有经由搭载光组件的壳体而冷却光组件整体的冷却装置,并在各激光器保持架上具有对激光器单独进行加热的加热装置。
Description
技术领域
本发明涉及光组件及扫描型图像显示装置,例如,涉及将来自多个激光器的光束校准在一个光轴上而射出的光组件、以及将来自光组件的光束进行图像显示的扫描型图像显示装置。
背景技术
近年来,能够方便携带、且能够以大画面进行显示的小型投影仪的开发正在盛行。能够连接到笔记本电脑等上的小型投影仪、内置有能够投射记录图像的投影仪的摄像机等已在市面销售,可以预见今后也将出现内置于便携手机和智能手机中的小型投影仪。
关于投影仪的方式,以前采用的是,将灯泡或LED等用于光源,将在液晶面板或数字微镜器件(DMD:Digital Micro Device)中显示的图像进行投射的类型,但是,也在进行着激光投影仪(扫描型图像显示装置)的开发,激光投影仪将激光器用于光源,利用可动镜用1束光束扫描来进行显示。由于将激光器用于光源,所以不需要对焦并且容易提高图像的亮度,被认为适合于外出时投射到附近的墙壁这样的用途。
另外,也可以考虑向有效利用图像的高亮度而搭载在汽车等中并向前窗玻璃进行投射、进行导航显示等的平视显示器(head-updisplay)的发展。
例如,在专利文献1中记载有如下结构的扫描型图像显示装置:使用红、蓝、绿三色的激光器,并具有将三色的激光束耦合成沿一个轴前进的合成光束的光束耦合部、以及沿合成光束的偏转方向进行扫描的光束扫描器,能够显示彩色图像。在专利文献1中记载有如下光束耦合部的结构:三个光源并排且向同一方向射出光束,光束在各自对应的光束耦合镜发生反射而耦合成合成光束。
此外,由于以往没有直接放射出绿色光的激光器,所以在专利文献1中也是通过SHG(Second Harmonic Generation,倍频效应)将红外光进行波长变换而得到绿色光,但近年来也能够获得直接放射出绿色光的激光器。
专利文献1:日本特表2009-533715号公报
专利文献2:日本特开2000-77580号公报
发明内容
在上述那样的扫描型图像显示装置中,使三色的光束的光轴高精度地一致且保持激光器的工作温度是很重要的。若光轴偏移,则存在屏幕等显示区域上的各色光点(spot)会发生相对位置偏移而导致图像模糊的问题。
因此,在组装组件时,需要以使三色的光轴对准的方式进行调整而组装,在使用扫描型图像显示装置时,存在还需要考虑因热变形时的光学部件的位置偏移而导致的光轴偏移的问题。
另外,当超出激光器的工作保证温度时,由于依存于温度的激光器波长变动而在各颜色的视见度中产生色差,引起整个画面变红等图像的套色不准,另外也成为激光器输出降低、使用寿命缩短的主要原因。因此存在如下课题:在环境温度的范围大于搭载在汽车等中的平视显示器等的激光器的工作保证温度范围的情况下,光组件需要将温度调节至激光器的工作保证温度范围内的加热、冷却装置。
作为具有仅用于半导体元件的温度控制的加热、冷却装置的电子部件装置,例如,存在专利文献2所记载的那样的温度控制型半导体装置。
但是,在现有技术中,没有考虑到以下的环境温度的范围大于激光器的工作保证温度范围的情况下的光组件中的问题。
即,在温度上升及下降时,将三色的激光束耦合成沿一个轴前进的合成光束的光学部件由于伴随着各部分的温度差的壳体变形而发生变位或变形,因此,产生各色的激光束的光轴偏移,即在屏幕等显示区域上产生光点相对位置偏移。
在专利文献2中,仅叙述了温度控制方法,没有关于温度上升及下降时的相对于各部分的温度差的光轴偏移的问题的明示、启示。
本发明的目的在于提供一种小型的光组件及扫描型图像显示装置,能够减小屏幕等显示区域上的光点相对位置偏移,具有用于使激光器的温度位于工作保证温度范围内的加热、冷却装置。
为了解决上述问题,采用例如权利要求书中所记载的结构。
本申请包含了解决上述问题的多种手段,若列举其一例,则为一种光组件,搭载有多个激光器并照射来自所述多个激光器的光束,其特征在于,
具有搭载该光组件的壳体,所述光组件具有经由所述壳体冷却光组件整体的冷却装置,所述多个激光器分别经由多个激光器保持架与所述壳体连接,在所述多个激光器保持架上分别具有对所述多个激光器单独进行加热的多个加热装置。
另外,例如,一种光组件,其特征在于,具有搭载光组件的壳体,在壳体上且在与配置有第1激光器的面相邻的面上配置第2激光器和第3激光器,从壳体观察与光组件的壳体连接的散热器时,散热器在沿第2激光器和第3激光器方向远离壳体的水平面上延伸,并在该延伸出的部位配置冷却装置,在各激光器保持架上具有对激光器单独进行加热的加热装置。
另外,例如,一种光组件,其特征在于,具有搭载光组件的壳体,在壳体上且在与配置有第1激光器的面相邻的面上配置第2激光器和第3激光器,若将靠近第1激光器的激光器作为第2激光器,将远离第1激光器的激光器作为第3激光器,则从壳体观察与光组件的壳体连接的散热器时,散热器在第1激光器和第2激光器方向上延伸,并在该延伸出的散热器的部位配置冷却装置,在激光器保持架上具有对激光器单独进行加热的加热装置。
另外,优选的是,将向光组件供给电流用基板配置在与投射激光的面相反一侧。
另外,优选的是,将向光组件供给电流用基板配置在与投射激光的面相反一侧,在与所述基板最远的位置将第3激光器配置成绿色,然后将第2激光器配置成蓝色,将与基板最近的第1激光器配置成红色。
另外,优选的是,在光组件中将第3激光器配置成绿色,将第2激光器配置成红色,将第1激光器配置成蓝色,在该光组件中,在搭载有光组件的壳体上且在与配置有第1激光器的面相邻的面上配置第2激光器和第3激光器,从壳体观察与光组件的壳体连接的散热器时,散热器在沿第2激光器和第3激光器方向远离壳体的水平面上延伸,并在该延伸出的部位配置冷却装置,在各激光器保持架上具有对激光器单独进行加热的加热装置。
另外,优选的是,在光组件中将第1激光器配置成绿色,将第2激光器配置成红色,将第3激光器配置成蓝色,在该光组件中,在搭载有光组件的壳体上且在与配置有第1激光器的面相邻的面上配置第2激光器和第3激光器,若将靠近第1激光器的激光器作为第2激光器,将远离第1激光器的激光器作为第3激光器,则从壳体观察与光组件的壳体连接的散热器时,散热器在第1激光器和第2激光器方向上延伸,并在该延伸出的散热器的部位配置冷却装置,在激光器保持架上具有对激光器单独进行加热的加热装置。
另外,优选的是,具有如下构造:在用于安装激光器的激光器保持架上设置孔并将加热装置安装在激光器保持架内部。
另外,优选的是,使加热装置为缠绕在用于安装激光器的激光器保持架上的线圈。
另外,优选的是,构成了一种扫描型图像显示装置,其特征在于,具有光组件并控制激光器的发光来显示图像。
根据本发明,能够提供一种小型的光组件及扫描型图像显示装置,能够减小屏幕等显示区域上的光点相对位置偏移,具有用于使激光器的温度在工作保证温度范围内的加热、冷却装置。
另外,例如根据本发明,能够提供一种具有光组件的扫描型图像显示装置,在环境温度的范围大于搭载在汽车等中的平视显示器等的激光器的工作保证温度范围的情况下的光组件及具有该光组件的扫描型图像显示装置中,具有能够将温度调节至激光器的工作保证温度范围内、且针对多个激光器减小屏幕等显示区域上的激光光点的相对位置偏移的加热、冷却装置。
上述以外的课题、结构及效果通过以下实施方式的说明来明确。
附图说明
图1是本发明的实施例的扫描型图像显示装置的整体结构图。
图2是表示本发明的光组件的第1实施例的立体图。
图3是表示本发明所使用的发热元件的实施例的立体图。
图4是表示本发明所使用的发热元件的实施例的立体图。
图5是表示本发明所使用的发热元件的实施例的立体图。
图6是表示本发明的光组件的第2实施例的立体图。
图7是表示本发明的光组件的第3实施例的立体图。
附图标记说明
1a 第1激光器
1b 第2激光器
1c 第3激光器
2a 第1激光器保持架
2b 第2激光器保持架
2c 第3激光器保持架
3a 第1加热元件
3b 第2加热元件
3c 第3加热元件
4 热传导润滑脂
5 冷却元件
6 散热片
7 风扇
8 基板
11 散热器(heat spreader)
12 壳体
100 激光光源组件
101 光组件
102 控制电路
103 视频信号处理电路
104 激光光源驱动电路
105 扫描镜驱动电路
106 前监控器信号检测电路
109 屏幕
110 偏振光束分离器(PBS)
111 1/4波长板
112 视场角扩大元件
113 扫描镜
114 前监控器
具体实施方式
以下,使用附图说明本发明的实施例。此外,由于标注有相同附图标记的结构具有相同功能,所以在既已说明的情况下省略它们的说明。
[实施例1]
图1是本发明的实施例的扫描型图像显示装置的结构图。
在图1中,光组件101具有:第1激光器1a、第2激光器1b、第3激光器1c,它们分别与红(R)/绿(G)/蓝(B)这三色对应并作为激光光源;激光光源组件100,其具有使从各激光光源发出的光束耦合的光束耦合部;投射部,其将耦合后的光束向屏幕109投射;以及扫描部,其使投射的光束在屏幕109上进行二维扫描。投射部具有偏振光束分离器(PBS)110、1/4波长板111、视场角扩大元件112等。另外,扫描部包含扫描镜113等。
要显示的图像信号经由包含电源等在内的控制电路102输入至视频信号处理电路103。在视频信号处理电路103中对图像信号实施各种处理,并且将图像信号分离成R/G/B的三色信号并发送至激光光源驱动电路104。在激光光源驱动电路104中,根据R/G/B各信号的亮度值,对激光光源组件100内的对应的激光器供给发光用的驱动电流。其结果为,激光器配合显示定时而射出与R/G/B信号的亮度值相应强度的光束。
另外,视频信号处理电路103从图像信号中提取同步信号并发送至扫描镜驱动电路105。扫描镜驱动电路105配合水平、垂直同步信号对光组件101内的扫描镜113供给驱动信号以使镜面二维地反复旋转。由此,扫描镜113使镜面以规定角度周期性地反复旋转并反射光束,使光束在屏幕109上沿水平方向及垂直方向扫描而显示图像。
前监控器信号检测电路106输入来自前监控器114的信号,并检测从激光器射出的R/G/B各自的输出电平。检测出的输出电平被输入至视频信号处理电路103,控制激光器的输出而使其成为规定输出。
对于扫描镜113,能够使用例如采用MEMS(Micro electromechanicalSystems:微电子机械系统)技术制成的两轴驱动镜。作为驱动方式,存在压电、静电、电磁驱动的方式等。另外,也可以准备两个单轴驱动的扫描镜,并将它们配置成能够沿彼此正交的方向扫描光束。
然而,关于搭载在汽车等中的平视显示器等,可以认为环境温度是基于在寒冷地区的放置和在盛夏之日的放置而处于从-几十℃至近+100℃的范围。因此,由于存在环境温度的范围大于激光器的工作保证温度范围的条件,所以在光组件及具有该光组件的扫描型图像显示装置中,需要进行加热、冷却以将温度调节至激光器的工作保证温度范围内。另外,当超出激光器的工作保证温度时,由于依存于温度的激光波长变动而在各颜色的视见度中产生色差,引起整个画面变红等的图像的套色不准,另外也成为激光器输出降低、使用寿命缩短的主要原因。
此时,存在由于温度上升与温度下降时的各部分的温度差而产生光轴偏移的问题。若光束的光轴偏移,则屏幕等显示区域上的光点位置发生偏移。若在三个激光器中光点位置偏移不同,则光点位置变为不一致,从而导致图像模糊。
因此,在本发明的实施例中,上述光组件101构成为:通过考虑对由各部分的温度差导致的光轴偏移的产生进行抑制的、加热、冷却装置及部件的配置,能够减小多个激光器的相对的位置偏移量。
光组件在某基准温度下进行组装、调整。因此,当在各部分中产生温度差时,根据部件的热膨胀系数而产生变形,光学部件变位或变形,从而在光轴上产生偏移。为了抑制该现象,需要不会在各部分中产生温度差的那样的加热、冷却构造。
以下,进一步说明本发明的实施例的光组件101。图2是表示本发明的光组件的第1实施例的立体图。
在图2中,光组件101由第1激光器1a、第2激光器1b及第3激光器1c构成,各激光器分别安装在用于提高操作性的第1激光器保持架2a、第2激光器保持架2b、第3激光器保持架2c上。在第1激光器保持架2a上安装有局部加热用的第1加热元件3a。在第2激光器保持架2b上安装有局部加热用的第2加热元件3b。在第3激光器保持架2c上安装有局部加热用的第3加热元件3c。第1激光器保持架2a、第2激光器保持架2b、第3激光器保持架2c分别通过粘结剂、螺纹固定或弹簧等而安装在光组件101的壳体12上。而且,这些第1加热元件3a、第2加热元件3b及第3加热元件3c作为包含第1激光器1a、第2激光器1b及第3激光器1c的多个激光器的各自的加热装置而发挥功能。
作为冷却装置,为了冷却光组件101整体,隔着热传导润滑脂(grease)4或者热传导片或热传导凝胶(glue)将冷却元件5安装于壳体12的整个下表面或上表面,将该冷却元件用的散热片6安装在冷却元件5的另一面(下表面)上。为了提高散热片6的效率,也可以追加配置风扇7。另外,图中将冷却装置设置在光组件101的下部,但也可以设置在光组件101的上部。
通过冷却光组件101整体,能够减小光组件101内的温度差,抑制由搭载在光组件101中的部件之间的热膨胀率的差异产生的变位或变形,并抑制由第1激光器1a、第2激光器1b及第3激光器1c构成的多个激光器的光点位置偏移,由此能够减小相对位置偏移量。
另一方面,在加热第1激光器1a、第2激光器1b及第3激光器1c时,无需冷却元件5及散热片6,能够实现加热装置的小型化。因此,为了对第1激光器1a本身进行局部加热,在第1激光器保持架2a上安装直接局部加热用的第1加热元件3a。另外,为了对第2激光器1b本身进行局部加热,在第2激光器保持架2b上安装直接局部加热用的第2加热元件3b。而且,为了对第3激光器1c本身进行局部加热,在第3激光器保持架2c上安装直接局部加热用的第3加热元件3c。由此,能够使激光部处于激光器的工作保证温度范围内,并使除激光部以外的光组件101部为环境温度,从而能够使光组件101的温度差为最小限度,抑制由搭载在光组件101中的部件之间的热膨胀率的差异产生的变位或变形,抑制多个激光器的光点位置偏移,由此能够减小相对位置偏移量。
此时,第1加热元件3a仅加热第1激光器1a和第1激光器保持架2a即可,所以热容减小而能够谋求缩短温度上升时间。另外,由于第2加热元件3b仅加热第2激光器1b和第2激光器保持架2b即可,所以热容减小而能够谋求缩短温度上升时间。而且,由于第3加热元件3c仅加热第3激光器1c和第3激光器保持架2c即可,所以热容减小而能够谋求缩短温度上升时间。
在上述内容的基础上,由于向第1激光器1a、第2激光器1b及第3激光器1c供给电流的基板8(柔性基板等)成为传导来自控制电路102、视频信号处理电路103、激光光源驱动电路104等的热的部件,所以基板8处于光组件101的远离第1激光器1a、第2激光器1b及第3激光器1c的位置,并配置在光组件101的与将激光向屏幕109投射的一侧相反一侧的面上。分散来自基板8的热流入和第1激光器1a、第2激光器1b及第3激光器1c的发热,使光组件101的温度分布均匀,由此抑制由搭载在光组件101中的部件之间的热膨胀率的差异产生的变位或变形,并抑制多个激光器的光点位置偏移,由此能够减小相对位置偏移量,并能够实现装置整体上的高效的冷却。
另外,关于搭载在光组件101中的第1激光器1a、第2激光器1b及第3激光器1c,根据激光器的特性,耗电量最大的是绿色激光器,然后是红色激光器,耗电量最小的是蓝色激光器。因此,未转换成激光而成为热的各激光器的发热量按绿色激光器>红色激光器>蓝色激光器的顺序升高。即,作为光组件101内的激光器的配置,若将绿色激光器配置成与向上述激光器供给电流的基板8位置最远的第3激光器1c,由于夹在两个激光器之间的位置最不利于散热因此将蓝色激光器配置成第2激光器1b,最后将红色激光器配置成第1激光器1a,则能够使光组件101的温度分布更为均匀。根据该部件配置,抑制由搭载在光组件101中的部件间的热膨胀率的差异产生的变位或变形,并抑制多个激光器的光点位置偏移,由此能够减小相对位置偏移量,并能够实现光组件整体上的高效的冷却。
图3、图4、图5是表示本发明所使用的发热元件的实施例的立体图。
在图3中,第1激光器1a安装在容易使用激光器的、用于提高操作性的第1激光器保持架2a上。在第1激光器保持架2a上安装有局部加热用的第1加热元件3a。此时,可以将第1加热元件3a粘贴在第1激光器保持架2a上,或者也可以在第1激光器保持架2a上设置孔而将第1加热元件3a嵌入到该孔中。另外如图4所示,也可以在向第1激光器1a供给电流用的基板8(柔性基板等)上配置第1加热元件3a,并以与第1激光器保持架2a接触的方式安装基板8。
在图4中,将基板8和第1激光器1a分开而示出,但是,是使基板8向箭头所示的方向相对移动、将第1激光器1a的电极插入到基板8的孔中并进行软钎焊而成的结构。在图3、图4中,作为第1加热元件3a可以配置包含芯片电阻在内的多个电阻。由此,能够谋求第1加热元件3a的小型化和低成本化。另外,通过配置多个第1加热元件3a,与配置一个第1加热元件3a的情况相比,能够更为均匀地加热第1激光器1a。
在图5中,作为第1加热元件3a,在第1激光器保持架2a的一部分(在图5中为八边形的部分)上缠绕线圈10并通电使其发热,能够经由第1激光器保持架2a对第1激光器1a均匀加热,并能够使第1加热元件3a小型且低成本。
此外,在图3~图5中,说明了与第1激光器1a相关的加热方式,但也可以在第2激光器1b及第3激光器1c中采用相同的加热方式。
另外,在一部分的激光器中,在鉴于激光器特性而不需要加热的情况下,可以仅对需要加热的激光器设置局部加热元件,由此能够实现部件数量的减少和低成本化。
[实施例2]
图6是表示本发明的光组件的第2实施例的立体图。在图6中,隔着热传导润滑脂4或者热传导片或热传导凝胶将散热器(heatspreader)11配置在光组件101的下表面或上表面,从壳体12观察时,使散热器11在沿第2激光器1b和第3激光器1c方向远离壳体12的水平面上延伸,由此,能够通过使散热器11与配置在光组件101的第2激光器1b和第3激光器1c的旁边的冷却元件5连接来冷却光组件101。当采用本配置时,能够在光组件101的高度方向上配置冷却元件5及冷却元件用的散热片6、风扇7,从而能够实现装置的薄型化。
第1加热元件3a、第2加热元件3b及第3加热元件3c如上述那样分别与第1激光器保持架2a、第2激光器保持架2b及第3激光器保持架2c对应地配置。
在此,也如上述那样,向第1激光器1a、第2激光器1b及第3激光器1c供给电流的基板8(柔性基板等)成为传导来自控制电路102、视频信号处理电路103、激光光源驱动电路104等的热的部件。因此,在光组件101的远离第1激光器1a、第2激光器1b及第3激光器1c的位置、即在光组件101的与将激光向屏幕109投射的一侧相反一侧的面上配置基板8。由此,分散来自基板8的热流入和第1激光器1a、第2激光器1b及第3激光器1c的发热,从而使光组件101的温度分布均匀。由此,抑制由搭载在光组件101中的部件之间的热膨胀率的差异产生的变位或变形,并抑制多个激光器的光点位置偏移,由此能够减小相对位置偏移量,并能够实现装置整体上的高效的冷却。
另外,关于搭载在本光组件101中的各激光器,根据激光器的特性,耗电量最大的是绿色激光器,然后是红色激光器,耗电量最小的是蓝色激光器。因此,未转换成激光而成为热的各激光的发热量按绿色激光器>红色激光器>蓝色激光器的顺序升高。即,作为光组件101内的激光器的配置,若将绿色激光器配置成与向上述激光器供给电流的基板8位置最远且与冷却元件5位置靠近的第3激光器1c,然后将红色激光器配置成与冷却元件5位置靠近的第2激光器1b,最后将蓝色激光器配置成第1激光器1a,则能够使光组件101的温度分布更为均匀。根据该部件配置,抑制由搭载在光组件101中的部件间的热膨胀率的差异产生的变位或变形,并抑制多个激光器的光点位置偏移,由此能够减小相对位置偏移量,并能够实现光组件整体上的高效的冷却。
[实施例3]
图7是表示本发明的光组件的第3实施例的立体图。
在图7中,鉴于光学特性的原因,作为光学部件配置,在将第1激光器1a配置成绿色激光器、第2激光器1b配置成红色激光器、第3激光器1c配置成蓝色激光器的情况下,与图6的第2实施例同样地,在壳体13的下表面或上表面配置散热器11,从壳体12观察时,使散热器11在沿第2激光器1b和第3激光器1c方向远离壳体12的水平面上延伸,由此,通过使散热器11与夹在光组件101的第1激光器1a与第2激光器1b之间的配置在旁边的冷却元件5连接,能够使光组件101的温度分布均匀。根据该部件配置,抑制由搭载在光组件101中的部件间的热膨胀率的差异产生的变位或变形,并抑制多个激光器的光点位置偏移,由此能够减小相对位置偏移量,并能够实现光组件整体上的高效的冷却。
在将帕尔贴(Peltier)元件用作上述冷却元件5的情况下,利用帕尔贴元件的通过翻转电极能够进行加热、冷却的特征,可以与第1加热元件3a、第2加热元件3b及第3加热元件3c同时地翻转帕尔贴元件的电极而将帕尔贴元件用作第4加热元件。通过同时驱动第1加热元件3a、第2加热元件3b及第2加热元件3c和第4加热元件,能够在第1激光器1a、第2激光器1b及第3激光器1c的工作保证温度范围内缩短温度上升时间。
另外,为了进行全彩色显示,通常使用三个光源,但也能够考虑到根据应用情况使光源为两个,或者追加辅助光源而使光源为四个以上的情况。在这样的情况下,也能够应用本发明的结构来减少相对光点偏移。
如上所述,根据本发明,在将来自红、绿、蓝这三色的激光器的光束校准在一个合成光束轴上的光组件中,在环境温度的范围大于搭载在汽车等中的平视显示器等的激光器的工作保证温度范围的情况下的光组件中及具有该光组件的扫描型图像显示装置中,通过使用将温度调节至激光器的工作保证温度范围内的加热、冷却装置,能够减少三色的光束光点(来自三色的激光光源的光束在屏幕等投影对象面上形成的三个点或斑点)的相对位置偏移。
如上所述,例如,在将来自红、绿、蓝这三色激光器的光束校准在一个合成光束轴上的光组件中,在环境温度的范围大于激光器的工作保证温度范围的情况下,减少由于加热、冷却装置时的温度变化所引起的变位及变形而产生的三色的光束光点的相对位置偏移,针对这一课题,能够提供一种小型的光组件及具有该光组件的扫描型图像显示装置,具有经由搭载光组件的壳体而冷却光组件整体的冷却装置、且在各激光器保持架上具有对激光器单独进行加热的加热装置,由此能够减小屏幕等显示区域上的光点相对位置偏移。
另外,能够提供一种具有光组件的扫描型图像显示装置,在环境温度的范围大于搭载在汽车等中的平视显示器等激光器的工作保证温度范围的情况下的光组件中及具有该光组件的扫描型图像显示装置中,具有能够将温度调节至激光器的工作保证温度范围内、且针对多个激光器减小了屏幕等显示区域上的激光光点的相对位置偏移的加热、冷却装置。
此外,本发明不限定于上述实施例,包含各种变形例。例如,为了便于理解本发明而详细地说明了上述实施例,但并不限定于必须具有所说明的全部结构。另外,能够将某实施例的结构的一部分置换成其他实施例的结构,另外,也能够在某实施例的结构中添加其他实施例的结构。另外,对于各实施例的结构的一部分,能够进行其他结构的追加、删除、置换等。
另外,关于上述各结构、功能、处理部、处理机构等,其一部分或全部可以通过在集成电路进行设计等而以硬件实现。另外,关于上述各结构、功能等,也可以通过使处理器对实现各个功能的程序进行解释、实行而以软件实现。实现各功能的程序、图标、文件等信息能够存储在存储器、硬盘、SSD(Solid State Drive)等记录装置、或IC卡、SD卡、DVD等记录介质中。
另外,考虑到说明方面的需要而示出了控制线和信号线,产品方面不必示出所有的控制线以及信号线。可以认为实际上大致全部结构相互连接。
Claims (10)
1.一种光组件,搭载有多个激光器并照射来自所述多个激光器的光束,其特征在于,
具有搭载所述光组件的壳体,所述光组件具有经由所述壳体冷却光组件整体的冷却装置,所述多个激光器分别经由多个激光器保持架与所述壳体连接,在所述多个激光器保持架上分别具有对所述多个激光器单独进行加热的多个加热装置。
2.一种光组件,搭载有多个激光器并照射来自所述多个激光器的光束,其特征在于,
具有搭载所述光组件的壳体,在所述壳体上且在与配置有第1激光器的面相邻的面上配置第2激光器和第3激光器,从壳体观察与光组件的壳体连接的散热器时,散热器在沿第2激光器和第3激光器方向远离壳体的水平面上延伸,并在该延伸出的部位配置冷却装置,在各激光器保持架上具有对激光器单独进行加热的加热装置。
3.一种光组件,搭载有多个激光器并照射来自所述多个激光器的光束,其特征在于,
具有搭载所述光组件的壳体,在所述壳体上且在与配置有第1激光器的面相邻的面上配置第2激光器和第3激光器,若将靠近第1激光器的激光器作为第2激光器,将远离第1激光器的激光器作为第3激光器,则从壳体观察与光组件的壳体连接的散热器时,散热器在第1激光器和第2激光器方向上延伸,并在该延伸出的散热器的部位配置冷却装置,在激光器保持架上具有对激光器单独进行加热的加热装置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的光组件,其特征在于,
将向光组件供给电流用基板配置在与投射激光的面相反一侧。
5.根据权利要求1所述的光组件,其特征在于,
将向光组件供给电流用基板配置在与投射激光的面的相反一侧,在与所述基板最远的位置将第3激光器配置成绿色,然后将第2激光器配置成蓝色,将与基板最近的第1激光器配置成红色。
6.根据权利要求2所述的光组件,其特征在于,
将第3激光器配置成绿色,将第2激光器配置成红色,将第1激光器配置成蓝色。
7.根据权利要求3所述的光组件,其特征在于,
将第1激光器配置成绿色,将第2激光器配置成红色,将第3激光器配置成蓝色。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的光组件,其特征在于,
具有如下构造:在用于安装激光器的激光器保持架上设置孔并将加热装置安装在激光器保持架内部。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的光组件,其特征在于,
使加热装置为缠绕在用于安装激光器的激光器保持架上的线圈。
10.一种扫描型图像显示装置,其特征在于,
具有权利要求1至9中任一项所述的光组件,
控制激光器的发光来显示图像。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106950783A (zh) * | 2017-03-20 | 2017-07-14 | 苏州佳世达光电有限公司 | 电子装置 |
CN108495764A (zh) * | 2015-11-26 | 2018-09-04 | 马自达汽车株式会社 | 车辆的内装结构 |
CN109313337A (zh) * | 2016-10-31 | 2019-02-05 | 国立大学法人福井大学 | 二维光扫描镜装置及其制造方法、二维光扫描装置以及图像投影装置 |
CN110095869A (zh) * | 2013-12-05 | 2019-08-06 | 索尼公司 | 显示设备 |
CN111061120A (zh) * | 2018-10-17 | 2020-04-24 | 英锜科技股份有限公司 | 具有光点自动校正的投影装置 |
Families Citing this family (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5914254B2 (ja) * | 2012-08-24 | 2016-05-11 | 株式会社日立エルジーデータストレージ | 光モジュールおよび走査型画像表示装置 |
JP2014197053A (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-16 | 船井電機株式会社 | プロジェクタ装置およびヘッドアップディスプレイ装置 |
WO2015098130A1 (ja) * | 2013-12-26 | 2015-07-02 | リコーインダストリアルソリューションズ株式会社 | 2次元走査型のレーザビーム投射装置およびレーザレーダ装置 |
JP6238768B2 (ja) * | 2014-01-28 | 2017-11-29 | 株式会社日立エルジーデータストレージ | レーザ光源モジュールおよび走査型画像表示装置 |
JP2015194705A (ja) * | 2014-02-14 | 2015-11-05 | 船井電機株式会社 | プロジェクタおよびヘッドアップディスプレイ装置 |
JP6146335B2 (ja) * | 2014-02-17 | 2017-06-14 | ソニー株式会社 | 走査ユニット、レーザ走査型顕微鏡及び温度調節方法 |
GB2541325B (en) * | 2014-06-06 | 2021-03-10 | Mitsubishi Electric Corp | Light source apparatus and projection-type image display apparatus including light source apparatus |
JP6097253B2 (ja) | 2014-07-02 | 2017-03-15 | 住友電気工業株式会社 | 三色光光源 |
JP2016138901A (ja) * | 2015-01-26 | 2016-08-04 | 株式会社日立エルジーデータストレージ | 光モジュール、及び走査型画像表示装置 |
JP6602543B2 (ja) * | 2015-02-25 | 2019-11-06 | 株式会社日立エルジーデータストレージ | 光モジュール、及び走査型画像表示装置 |
JP6596845B2 (ja) * | 2015-03-06 | 2019-10-30 | 株式会社リコー | 温度制御装置、画像表示装置、車両 |
US20180135816A1 (en) * | 2015-04-14 | 2018-05-17 | Sony Corporation | Illuminating unit and projection display apparatus |
CN105842971B (zh) * | 2016-05-27 | 2018-05-11 | 华为技术有限公司 | 一种投影装置及方法 |
JP6380471B2 (ja) * | 2016-07-05 | 2018-08-29 | 住友電気工業株式会社 | 三色光光源 |
US11487193B2 (en) * | 2016-07-07 | 2022-11-01 | Sony Corporation | Projector device and control method |
JP6805587B2 (ja) * | 2016-07-08 | 2020-12-23 | 株式会社リコー | 光源装置、画像表示装置及び物体装置 |
JP2018072598A (ja) | 2016-10-31 | 2018-05-10 | 株式会社ジャパンディスプレイ | 表示装置 |
KR101945810B1 (ko) * | 2017-05-26 | 2019-02-08 | 엘지전자 주식회사 | 스캐닝 프로젝터 |
JP2019056745A (ja) * | 2017-09-20 | 2019-04-11 | セイコーエプソン株式会社 | ヘッドマウントディスプレイ及び画像表示装置 |
US11431147B2 (en) | 2017-10-05 | 2022-08-30 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical module |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101118104A (zh) * | 2007-08-28 | 2008-02-06 | 武汉凌云光电科技有限责任公司 | 大功率无液冷紧凑型恒温装置 |
CN101199089A (zh) * | 2005-05-20 | 2008-06-11 | 讯宝科技公司 | 用于保护热源不受损害的抗震设备和方法 |
US20090141247A1 (en) * | 2007-11-29 | 2009-06-04 | Samsung Electronics Co.,Ltd | Heat sink and apparatus for projecting image having the same |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030183368A1 (en) * | 2002-04-02 | 2003-10-02 | Paradis Leo Richard | Diamond heat sink |
US7832875B2 (en) * | 2005-09-29 | 2010-11-16 | Virtek Vision International Inc. | Modulated diode pumped microchip laser projector |
US7492798B2 (en) * | 2005-12-20 | 2009-02-17 | Finisar Corporation | Modular transistor outline can with internal components |
WO2008032244A1 (en) * | 2006-09-14 | 2008-03-20 | Philips Intellectual Property & Standards Gmbh | Laser projector with alerting light |
JP2011048226A (ja) * | 2009-08-28 | 2011-03-10 | Seiko Epson Corp | プロジェクター |
US9134054B2 (en) * | 2010-01-06 | 2015-09-15 | Novatrans Group Sa | Thermo-electric cooling system and method for cooling electronic devices |
-
2012
- 2012-03-14 JP JP2012056614A patent/JP2013190594A/ja active Pending
-
2013
- 2013-02-18 CN CN2013100541154A patent/CN103309033A/zh active Pending
- 2013-03-08 US US13/789,772 patent/US20130242265A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101199089A (zh) * | 2005-05-20 | 2008-06-11 | 讯宝科技公司 | 用于保护热源不受损害的抗震设备和方法 |
CN101118104A (zh) * | 2007-08-28 | 2008-02-06 | 武汉凌云光电科技有限责任公司 | 大功率无液冷紧凑型恒温装置 |
US20090141247A1 (en) * | 2007-11-29 | 2009-06-04 | Samsung Electronics Co.,Ltd | Heat sink and apparatus for projecting image having the same |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110095869A (zh) * | 2013-12-05 | 2019-08-06 | 索尼公司 | 显示设备 |
CN108495764A (zh) * | 2015-11-26 | 2018-09-04 | 马自达汽车株式会社 | 车辆的内装结构 |
CN108495764B (zh) * | 2015-11-26 | 2021-05-14 | 马自达汽车株式会社 | 车辆的内装结构 |
CN109313337A (zh) * | 2016-10-31 | 2019-02-05 | 国立大学法人福井大学 | 二维光扫描镜装置及其制造方法、二维光扫描装置以及图像投影装置 |
US11067792B2 (en) | 2016-10-31 | 2021-07-20 | National University Corporation University Of Fukui | Two-dimensional optical scanning mirror device, manufacturing method for same, two-dimensional optical scanner and image projector |
CN109313337B (zh) * | 2016-10-31 | 2021-11-16 | 国立大学法人福井大学 | 二维光扫描镜装置及其制造方法、二维光扫描装置以及图像投影装置 |
US11307407B2 (en) | 2016-10-31 | 2022-04-19 | National University Corporation University Of Fukui | Two-dimensional optical scanning mirror device, manufacturing method for same, two-dimensional optical scanner and image projector |
CN106950783A (zh) * | 2017-03-20 | 2017-07-14 | 苏州佳世达光电有限公司 | 电子装置 |
CN106950783B (zh) * | 2017-03-20 | 2019-12-03 | 苏州佳世达光电有限公司 | 电子装置 |
CN111061120A (zh) * | 2018-10-17 | 2020-04-24 | 英锜科技股份有限公司 | 具有光点自动校正的投影装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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US20130242265A1 (en) | 2013-09-19 |
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