JP2016157824A - 光モジュール、及び走査型画像表示装置 - Google Patents

光モジュール、及び走査型画像表示装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2016157824A
JP2016157824A JP2015034700A JP2015034700A JP2016157824A JP 2016157824 A JP2016157824 A JP 2016157824A JP 2015034700 A JP2015034700 A JP 2015034700A JP 2015034700 A JP2015034700 A JP 2015034700A JP 2016157824 A JP2016157824 A JP 2016157824A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cover
optical module
laser light
laser
light sources
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.)
Granted
Application number
JP2015034700A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6602543B2 (ja
Inventor
吉村 保廣
Yasuhiro Yoshimura
保廣 吉村
綾乃 大坪
Ayano Otsubo
綾乃 大坪
加藤 盛一
Morikazu Kato
盛一 加藤
小笠原 浩
Hiroshi Ogasawara
浩 小笠原
山崎 達也
Tatsuya Yamazaki
達也 山崎
賢司 渡部
Kenji Watabe
賢司 渡部
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.)
Hitachi LG Data Storage Inc
Original Assignee
Hitachi LG Data Storage Inc
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 Hitachi LG Data Storage Inc filed Critical Hitachi LG Data Storage Inc
Priority to JP2015034700A priority Critical patent/JP6602543B2/ja
Priority to US15/542,006 priority patent/US10148920B2/en
Priority to EP16755213.2A priority patent/EP3264543A4/en
Priority to CN201680004740.XA priority patent/CN107112717B/zh
Priority to PCT/JP2016/053883 priority patent/WO2016136466A1/ja
Publication of JP2016157824A publication Critical patent/JP2016157824A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6602543B2 publication Critical patent/JP6602543B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141Constructional details thereof
    • H04N9/3144Cooling systems
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/005Projectors using an electronic spatial light modulator but not peculiar thereto
    • G03B21/008Projectors using an electronic spatial light modulator but not peculiar thereto using micromirror devices
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14Details
    • G03B21/145Housing details, e.g. position adjustments thereof
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14Details
    • G03B21/16Cooling; Preventing overheating
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022Mountings; Housings
    • H01S5/0239Combinations of electrical or optical elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/024Arrangements for thermal management
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3102Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators
    • H04N9/312Driving therefor
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3129Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] scanning a light beam on the display screen
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3129Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] scanning a light beam on the display screen
    • H04N9/3135Driving therefor
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141Constructional details thereof
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141Constructional details thereof
    • H04N9/315Modulator illumination systems
    • H04N9/3155Modulator illumination systems for controlling the light source
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141Constructional details thereof
    • H04N9/315Modulator illumination systems
    • H04N9/3161Modulator illumination systems using laser light sources
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141Constructional details thereof
    • H04N9/315Modulator illumination systems
    • H04N9/3164Modulator illumination systems using multiple light sources
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14Details
    • G03B21/20Lamp housings
    • G03B21/2006Lamp housings characterised by the light source
    • G03B21/2033LED or laser light sources

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

【課題】自然対流による断熱効果の低減を抑制し、各部品の熱膨張や収縮を軽減して、安定した投影画質が得られる光モジュール及び走査型画像表示装置を提供する。
【解決手段】複数のレーザ光源1a、1b、1cからレーザ光を結合し所望の位置に照射する光モジュール101において、光モジュールを包含するカバー111、光モジュール101とカバー111との間の空間に第二のカバー12を設け、第二のカバー12の光モジュール対向面に突出部131を設ける。
【選択図】図3

Description

本発明は、光モジュールおよび走査型画像表示装置に関し、例えば、複数のレーザからのレーザビームを1つの光軸上に整列して射出する光モジュール、および、光モジュールからのレーザビームを用いて画像表示を行う走査型画像表示装置に関する。
近年、手軽に持ち歩きが可能で、大きな画面で表示できる小型プロジェクタの開発が盛んである。すでにノートPCなどに接続できる小型のプロジェクタや、記録画像を投射できるプロジェクタを内蔵したビデオカメラなどが市販されており、今後、携帯電話やスマートフォンに内蔵するものも登場すると思われる。
プロジェクタとしては、複数のレーザ光源からのビームを結合し走査する走査型画像表示装置が知られており、画像の高輝度を生かして自動車などに搭載しフロントガラスに投射、ナビゲートの表示などのヘッドアップディスプレイへの展開が考えられている。このような走査型画像表示装置では、温度変化による構成部品の膨張や収縮により、投影像の画質が劣化することがある。また、構成部品をそれぞれの耐熱温度以下にする必要がある。
光モジュールの断熱構造として、例えば〔特許文献1〕に記載されているような構造がある。〔特許文献1〕では、パッケージ内に収納された光モジュール周辺が断熱材で覆われている。また、〔特許文献2〕では、ポリゴンミラーから発生した熱を伝わりにくくするためにカバーで覆うことが記載されている。
特開2003−142767 特開2001―154134
しかしながら〔特許文献1〕の構造では、パッケージと被冷却要素との間に大きな空気層が生じるため、対流による熱伝達が生じることとなり、断熱効果が低下することになる。
また、〔特許文献2〕の構造においても、機械式偏向器とカバーとの間に空間が生じ、対流による熱伝達が発生し、断熱効果が低下することが懸念される。
本発明は、上記の課題を鑑みて、自然対流による断熱効果の低減を抑制し、各部品の熱膨張や収縮を軽減して、安定した投影画質が得られる光モジュール及び走査型画像表示装置を提供する。
上記課題を達成するために、本発明は複数のレーザ光源からレーザ光を結合し所望の位置に照射する光モジュールにおいて、前記光モジュールを包含するカバーを有し、前記光モジュールと前記カバーとの間に第二のカバーを設け、前記第二のカバーの前記光モジュール対向面で、一つの前記レーザ光源と二つ目の前記レーザ光源の間の空間に、少なくとも1つ以上の突出部を設けたことを特徴とするものである。
また、上記課題を達成するために、本発明は複数のレーザ光源からレーザ光を結合し所望の位置に照射する光モジュールにおいて、前記光モジュールを包含するカバーを有し、前記光モジュールと前記カバーとの間に第二のカバーを設け、前記第二のカバーの隅部の前記光モジュール対向面に突出部を設けたことを特徴とするものである。
更に本発明は、光モジュールにおいて、前記突出部が、前記光モジュールから光を射出する領域以外の前記光モジュール対向面に対して形成されていることを特徴とするものである。
更に本発明は、光モジュールにおいて、前記突出部がL字形状であることを特徴とするものである。
更に本発明は、光モジュールにおいて、前記突出部が、上下二段の構造であることを特徴とするものである。
更に本発明は、光モジュールにおいて、前記カバーは、上カバーと下カバーの2つの部品で構成され、前記上カバーの下部と前記下カバーの上部に切欠を設け、前記切欠が嵌合した構造であることを特徴とするものである。
更に本発明は、光モジュールにおいて、前記カバーは、上カバーと中間カバーと下カバーの3つの部品で構成され、前記上カバーの下部、前記中間カバーの上部と下部、前記下カバーの上部に、切欠を設け、前記の切欠がそれぞれ嵌合した構造であることを特徴とするものである。
更に本発明は走査型画像表示装置において、複数のレーザ光源からのレーザ光を結合し、走査ミラーにより結合されたレーザ光を所望の位置に照射する光モジュールと、外部から入力される画像信号から水平同期信号及び垂直同期信号を抽出するビデオ信号処理回路と、前記各レーザ光源へ駆動電流を供給するレーザ光源駆動回路と、前記水平同期信号及び垂直同期信号に基づき前記走査ミラーを制御する走査ミラー駆動回路を備え、前記カバーを搭載することを特徴とするものである。
上記課題を達成するために、本発明は複数のレーザ光源からのレーザ光を結合し、走査ミラーにより結合されたレーザ光を所望の位置に照射する光モジュールと、外部から入力される画像信号から水平同期信号及び垂直同期信号を抽出するビデオ信号処理回路と、前記各レーザ光源へ駆動電流を供給するレーザ光源駆動回路と、前記水平同期信号及び垂直同期信号に基づき前記走査ミラーを制御する走査ミラー駆動回路を備え、複数のレーザ光源からレーザ光を結合し所望の位置に照射する光モジュールであって、前記光モジュールを包含するカバーを有し、前記光モジュールと前記カバーとの間に第二のカバーを設け、前記第二のカバーの前記光モジュール対向面に少なくとも1つ以上の突出部を設けたことを特徴とするものである。
本発明によれば、カバーと光モジュールとの間の空間において、複数の光源間に、気流を制御する突出部を形成することにより、カバーと光モジュール間、特にレーザとレーザとの間の空間に発生する自然対流を抑制し、レーザの温度上昇や、各構成部品の熱膨張や収縮を軽減して、安定した投影画質が得られる光モジュール及び走査型画像表示装置を提供できる。
本発明の一実施例に係る走査型画像表示装置の全体構成図である。 本発明の一実施例に係る走査型画像表示装置の外観斜視図である。 本発明の一実施例に係る第二のカバーを説明する分解斜視図である。 本発明の一実施例に係る第二のカバーを説明する断面図である。 本発明の一実施例に係る第二のカバーを説明する断面図である。 本発明の一実施例に係る第二のカバー内の対流を説明する断面図である。 本発明の第二の実施例にかかる第二のカバーを説明する断面図である。 本発明の第三の実施例にかかる第二のカバーを説明する断面図である。 本発明の第三の実施例にかかる第二のカバーを説明する断面図である。 本発明の第四の実施例にかかる第二のカバーを説明する断面図である。 本発明の第五の実施例にかかる第二のカバーの製造構造を示す断面図である。 本発明の第六の実施例にかかる第二のカバーを説明する断面図である。 本発明の第七の実施例にかかる第二のカバーを説明する断面図である。 本発明の第八の実施例にかかる第二のカバーの製造構造を示す断面図である。
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
図1は、本発明の一実施例に係る走査型画像表示装置の全体構成図である。
図1に示されるように、走査型画像表示装置110は、光モジュール101、電源を内蔵する制御回路102、ビデオ信号処理回路103、レーザ光源駆動回路104、フロントモニター信号検出回路106及び走査ミラー駆動回路105からなり、画像入力信号に対応するレーザビームを走査しスクリーン107へ投射するよう構成されている。
光モジュール101は、レーザ光源モジュール100、走査ミラー108を含む走査部及びフロントモニター109を備えている。レーザ光源モジュール100は、赤(R)/緑(G)/青(B)の3色それぞれに対応するレーザ光源としての第1のレーザ1a、第2のレーザ1b、第3のレーザ1cと、第1のレーザ1aから発せられたレーザビームを略平行光にする第1のコリメータレンズ2a、第2のレーザ1bから発せられたレーザビームを略平行光にする第2のコリメータレンズ2b、第3のレーザ1cから発せられたレーザビームを略平行光にする第3のコリメータレンズ2cを有している。第2のコリメータレンズ2bからのレーザビームと第3のコリメータレンズ2cからのレーザビームは第1のビーム結合部3aにより一本の軸に沿って進む合成ビームに結合され、結合されたレーザビームは更に第2のビーム結合部3bにより第1のコリメータレンズ2aからのレーザビームと結合される。走査ミラー108を含む走査部は、第2のビーム結合部3bで結合されたレーザビームをスクリーン107へ投射し、スクリーン107上で2次元的にレーザビームを走査する。
次に、光モジュール101を制御し所望の画像信号に対応するレーザビームをスクリーン107に投射可能とする各種回路について説明する。
電源等を内蔵する制御回路102は、外部より入力される画像信号を取り込みビデオ信号処理回路103に出力する。ビデオ信号処理回路103は、入力される画像信号に対し各種の処理を施した後に、R/G/Bの3色信号に分離してレーザ光源駆動回路104に出力すると共に、入力された画像信号から水平同期信号(Hsync)及び垂直同期信号(Vsync)を抽出し走査ミラー駆動回路105へ出力する。レーザ光源駆動回路104は、ビデオ信号処理回路103から入力されるR/G/Bの各信号の輝度値に応じて、レーザ光源モジュール100内の対応するレーザ光源(1a、1b、1c)に対して発光用の駆動電流を供給する。その結果、レーザ光源1a,1b,1cは表示タイミングに合わせてR/G/B信号の輝度値に応じた強度のレーザビームを出射する。
また、走査ミラー駆動回路105は、ビデオ信号処理回路103から入力される水平同期信号及び垂直同期信号に合わせて光モジュール101内の走査ミラー108に対しミラー面を2次元的に反復回転させる駆動信号を供給する。これにより走査ミラー108は、ミラー面を所定の角度だけ周期的に反復回転して、第2のビーム結合部3bから供給される結合後のレーザビームを反射させ、スクリーン107上に水平方向および垂直方向にレーザビームを走査して画像を表示する。
フロントモニター信号検出回路106は、第2のビーム結合部3bからの結合後のレーザビームを検出するフロントモニター109からの信号を入力して、各レーザ光源1a、1b、1cから出射されるR/G/Bそれぞれのレーザビームの出力レベルを検出する。検出された出力レベルは、ビデオ信号処理回路103に入力されレーザ光源駆動回路104を介して所定の出力になるよう各レーザ光源1a,1b、1cへの駆動電流が調整される。
なお、走査ミラー108には、例えばMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術を用いて作成された2軸駆動ミラーを用いることができる。駆動方式としては、圧電、静電、電磁駆動のものなどがある。また、1軸駆動の走査ミラーを2つ用意し、互いに直交する方向にレーザビームを走査できるように配置してもよい。
図2は本発明の一実施例に係る走査型画像表示装置110の外観斜視図である。図2において、光モジュール101(図示せず)は、カバー111と基台(ベース)112の内部に設置されている。カバー111には、結合後のレーザビームを出射可能とする射出口が設けられ、ここに射出口ガラス113を装備し気密性が維持されている。気密封止されているカバー111の後方には、光モジュール101を制御する制御回路102、ビデオ信号処理回路103、レーザ光源駆動回路104、フロントモニター信号検出回路106及び走査ミラー駆動回路105が同一の基板121(図3に示す)又は複数の基板(図示せず)に実装され、これら基板が基台(ベース)112上に配置されている。そして保護カバー114で保護されている。ここで、カバー111は熱伝導率の高いAl(アルミニウム)部材にて形成されている。尚、形成部材としてはAlに限らず高熱伝導率の部材であれば良く、例えばCuを形成部材としても良い。但し、カバー111を所望の形状に加工する点を考慮すると射出成型が可能なAlが望ましい。また、保護カバー114は亜鉛鋼板又は鉄板等のSPCC(冷間圧延鋼板)にて形成されている。尚、保護カバー114も熱伝導率の高いAl(アルミニウム)部材等を用いることで放熱機能を合わせ持つものとしても良い。
基台(ベース)112にはヒートシンク115が取り付けられており、発熱体(熱源)である光モジュール101や上記各種回路が実装された基板121等から発せられる熱を外部に放熱する。ヒートシンク115はAl等の高熱伝導率の部材で形成され、その表面積を大きくするため複数のフィンを有する形状となっている。なお、ここで基台(ベース)112もカバー111及びヒートシンク115と同様に熱伝導率の高いAl部材を用いることで放熱機能を合わせ持つものとしても良い。
走査型画像表示装置110の使用時の温度上昇によりレーザ光源1a、1b、1cが動作保証温度を外れると、温度依存によるレーザ波長変動により各色の視感度に差が生じ、画面全体が赤っぽくなったりするなどの画像の色ずれを引き起こす。またレーザ出力の低下、寿命の短命化の要因ともなる。そのためレーザ発光時の温度上昇を抑制するため、光モジュール101に基台(ベース)112及びヒートシンク115を取り付ける必要がある。
また、自動車などに搭載するヘッドアップディスプレイとして走査型画像表示装置110を使用する場合、寒冷地での放置および真夏日での放置により、環境温度は−数十℃から+100℃近くまで変動する。そのためレーザの動作保証温度範囲より環境温度の範囲が広い条件が存在するため、光モジュール101およびそれを備えた走査型画像表示装置110において、レーザの動作保証温度範囲内に温度を調節するため加熱・冷却機構が必要となる。
ここで、レーザの動作保証温度とするために加熱・冷却機能だけでなく、周囲と光モジュール101との間に断熱構造を設ける必要がある。この断熱構造の効率向上を図ると消費電力低減効果も期待できる。
以下では、断熱構造の具体的構成について説明する。図3は本発明の実施例に係る第二のカバー12を説明する分解斜視図である。図3において、光モジュール101は、第1のレーザ1a、第2のレーザ1b、第3のレーザ1cがモジュール筺体4に取り付けられ、光モジュール101の温度を制御する温度調整素子5により第1のレーザ1a、第2のレーザ1b、第3のレーザ1cを動作保証温度内に温度を維持する構造となっている。温度調整素子5は排熱を促進するため、基台(ベース)112と接続される構造となっている。断熱構造としてカバー111内にあり、光モジュール101を覆う第二のカバー12を配置する。この第二のカバー12は、上部にカバー111内側の幅いっぱいに天板13を設けている。第二のカバー12は、カバー111に一部が接しており、光が通過する位置やレーザなどに供給する電線位置に穴を設けている。
図4で本発明における第二のカバーの詳細を説明する。図4は図3のA―A断面を示す。基台112の上に温度調節素子5が設置されその上にモジュール筐体4が設置されている。基台112の上には、カバー111とカバー蓋120がモジュール筐体4を包含するように設置されている。モジュール筐体4には、第1のレーザ1a(図示せず)、第二のレーザ1b、第三のレーザ1c(図示せず)が取り付けられている。カバー111およびカバー蓋120の内側に第二のカバーが設置されている。第二のカバーは天板13と側面15と突出部131から構成される。突出部131は、レーザとレーザとの間の特に対流の大きな部分に設けることが、温度上昇防止効果が大きい。第二のカバーはモジュール筐体4および温度調節素子5とカバー111およびカバー蓋120との間の空間に設置された構造である。
第二のカバー12の効果は、第二のカバー12をカバー111と光モジュール101との間に配置することよって、カバー111から光モジュール101への直接的に加わる放射による熱流入を防ぐ効果がある。また、カバー111と光モジュール101間に第二のカバーを配置することによってカバー111と光モジュール101間の空間を分割し、対流によるカバー111と光モジュール101間の熱流入を防ぐ効果がある。さらに、第二のカバーに突出部131を設けていることで、第二のカバーの内側の対流を低減することができる。特に第一のレーザ1aと第三のレーザ1cとの間の空間、第二のレーザ1bと第三のレーザ1cとの間の空間の温度が高くなりやすいことが、温度シミュレーション結果により分かっている。そのため、これらの空間部は対流が生じ易く、カバー111内の温度上昇の原因となる。
図5は、図4のB−B断面を示しており、第一のレーザ1aと第三のレーザ1cが並べてモジュール筐体4に設置されている。第二のレーザ1bは、モジュール筐体の角部156を挟んでモジュール筐体4に設置されている。図5は、対流が起こり易いレーザ1bとレーザ1cとの間のカバー12の隅部157にL字型の突出板131を設けた構造を示しており、対流の防止効果を高め、レーザの温度上昇を低減することができる。また、各部品の熱膨張、または収縮を抑えられ、投影画質の劣化を抑制できる。この、突出部131は、対流を防止するための一例である。また、第二のカバー12は、断熱効果を期待するため、樹脂で成形することが好ましい。
図6において突出部131の作用を説明する。図6は図3のA−A断面を示し、上図図6(a)は突出部131を設置していない第二のカバー12の構造で、下図図6(b)は、突出部131を設けた第二のカバー12の構造である。図6以降では、同じ構成部材の番号を一部省略して表示する。突出部131がない場合は、上図(a)に示すようにカバー12の内側で対流160、161が発生し、温度が拡散されるが、下図(b)に示すようにカバー12に突出部131を形成した場合、とくに対流160は、突出部131に遮られるため、小さくなり、温度拡散を防止できる。
本発明の実施例2にかかる第二のカバー12を説明する。
図7は実施例2のB-B断面図である。実施例1との違いは、突出部131に加えて、突出部132を設けたことである。実施例1で説明したように、第一のレーザと第三のレーザとの間にも突出部を設けることにより、カバー12の内側の空間の対流をさらに低減することが可能で、レーザの温度上昇の低減効果が高まる。
本発明の実施例3にかかる第二のカバー12を説明する。
図8は実施例3のB−B断面図である。実施例2との違いは、突出部131、132に加えて、突出部133、134を設けたことである。これにより、第二のカバー12の内側には複数の突出部が形成されており、対流の防止効果はさらに高められる。図9は、実施例3のA−A断面図であり、第二のカバーに設けられた突出部131と134の構造を示している。
本発明の実施例4にかかる第二のカバー12を説明する。
図10は実施例4のB−B断面図である。実施例3との違いは、突出部135が、第一のレーザ1a、第二のレーザ1bおよび第三のレーザ1cの下方にも形成された一体構造となっていることである。これによりさらに、対流の防止効果は高められる。
本発明の実施例5にかかる第二のカバー12を説明する。
図11は実施例5のA−A断面図であり、第二のカバー12を製造するための構造を示す。第二のカバー12は、低コストの量産性を考慮すると、樹脂の射出成型が好ましく、その場合には、突出部131を形成するために、第二のカバー12を上カバー136と下カバー137に分割することが必要となる。分割することにより、射出成型時の型から容易に抜くことが可能となる。さらに、上カバー136と下カバー137が嵌合するように上カバー136の切欠138、下カバー137の切欠139を形成することにより、組み立てが容易になる。また、接着剤等も省略可能である。
本発明の実施例6にかかる第二のカバー12を説明する。
図12は実施例6のA−A断面図である。本実施例は、図4、図5で説明した突出部131の上側に第二の突出部151を設けた構造である。これにより、対流の防止効果が高まり、温度上昇の低減が可能となる。また、図示していないが、図8に示した実施例3においては、突出部132の上側に、追加の突出部を設ける構造も、対流防止に効果がある。
本発明の実施例7にかかる第二のカバー12を説明する。
図13は実施例7のA−A断面図である。本実施例も実施例6と同様であり、図8で説明した実施例3の突出部134の上側にも第二の突出部152を形成した構造である。前述の実施例6と同様に、対流の防止効果が高まり、温度上昇の低減が可能となる。
図14は、本発明の実施例8にかかる第二のカバー12を製造する構造を説明する。
図14は実施例7のA−A断面図である。実施例5との違いは、カバー12において上カバー136と下カバー137との間に中間カバー153を設けたことである。これにより、射出形成で製造したときの型からの抜き作業が可能となる。また、中間カバー153に、切欠154および切欠155を形成することにより、上カバー136の切欠138、および下カバー137の切欠139と嵌合可能となり、組み立て性も良くなる。また、上カバー136、中間カバー153および下カバー137との組み立て時の位置合わせが容易となる。
1a 第1のレーザ
1b 第2のレーザ
1c 第3のレーザ
2a 第1のコリメータレンズ
2b 第2のコリメータレンズ
2c 第3のコリメータレンズ
3a 第1のビーム結合部
3b 第2のビーム結合部
4 モジュール筺体
5 温度調整素子
12 第二のカバー
13 天板
15 側面
100 レーザ光源モジュール
101 光モジュール
102 制御回路
103 ビデオ信号処理回路
104 レーザ光源駆動回路
105 走査ミラー駆動回路
106 フロントモニター信号検出回路
107 スクリーン
108 走査ミラー
109 フロントモニター
110 走査型画像表示装置
111 カバー
112 基台(ベース)
113 射出口ガラス
114 保護カバー
115 ヒートシンク
120 カバー蓋
121 基板
131 突出部
132 突出部
133 突出部
134 突出部
135 突出部
136 上カバー
137 下カバー
138 切欠
139 切欠
140 射出口
151 第二の突出部
152 第二の突出部
153 中間カバー
154 切欠
155 切欠
156 角部
157 隅部
160 対流
161 対流

Claims (9)

  1. 複数のレーザ光源からレーザ光を結合し所望の位置に照射する光モジュールにおいて、
    前記光モジュールを包含するカバーを有し、前記光モジュールと前記カバーとの間に第二のカバーを設け、前記第二のカバーの前記光モジュール対向面で、一つの前記レーザ光源と二つ目の前記レーザ光源の間の空間に、少なくとも1つ以上の突出部を設けたことを特徴とする光モジュール。
  2. 複数のレーザ光源からレーザ光を結合し所望の位置に照射する光モジュールにおいて、
    前記光モジュールを包含するカバーを有し、前記光モジュールと前記カバーとの間に第二のカバーを設け、前記第二のカバーの隅部の前記光モジュール対向面に突出部を設けたことを特徴とする光モジュール。
  3. 請求項1の光モジュールにおいて、
    前記突出部が、前記光モジュールから光を射出する領域以外の前記光モジュール対向面に対して形成されていることを特徴とする光モジュール。
  4. 請求項2の光モジュールにおいて、
    前記突出部がL字形状であることを特徴とする光モジュール。
  5. 請求項1〜4のうちの1つの光モジュールにおいて、
    前記突出部が、上下二段の構造であることを特徴とする光モジュール。
  6. 請求項1〜4のうちの1つの光モジュールにおいて、
    前記カバーは、上カバーと下カバーの2つの部品で構成され、前記上カバーの下部と前記下カバーの上部に切欠を設け、前記切欠が嵌合した構造であることを特徴とする光モジュール。
  7. 請求項5の光モジュールにおいて、
    前記カバーは、上カバーと中間カバーと下カバーの3つの部品で構成され、前記上カバーの下部、前記中間カバーの上部と下部、前記下カバーの上部に、切欠を設け、前記の切欠がそれぞれ嵌合した構造であることを特徴とする光モジュール。
  8. 複数のレーザ光源からのレーザ光を結合し、走査ミラーにより結合されたレーザ光を所望の位置に照射する光モジュールと、
    外部から入力される画像信号から水平同期信号及び垂直同期信号を抽出するビデオ信号処理回路と、
    前記各レーザ光源へ駆動電流を供給するレーザ光源駆動回路と、
    前記水平同期信号及び垂直同期信号に基づき前記走査ミラーを制御する走査ミラー駆動回路を備え、
    請求項2〜7の前記カバーを搭載することを特徴とする走査型画像表示装置。
  9. 複数のレーザ光源からのレーザ光を結合し、走査ミラーにより結合されたレーザ光を所望の位置に照射する光モジュールと、
    外部から入力される画像信号から水平同期信号及び垂直同期信号を抽出するビデオ信号処理回路と、
    前記各レーザ光源へ駆動電流を供給するレーザ光源駆動回路と、
    前記水平同期信号及び垂直同期信号に基づき前記走査ミラーを制御する走査ミラー駆動回路を備え、
    複数のレーザ光源からレーザ光を結合し所望の位置に照射する光モジュールであって、前記光モジュールを包含するカバーを有し、前記光モジュールと前記カバーとの間に第二のカバーを設け、前記第二のカバーの前記光モジュール対向面に少なくとも1つ以上の突出部を設けたことを特徴とする走査型画像表示装置。
JP2015034700A 2015-02-25 2015-02-25 光モジュール、及び走査型画像表示装置 Expired - Fee Related JP6602543B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015034700A JP6602543B2 (ja) 2015-02-25 2015-02-25 光モジュール、及び走査型画像表示装置
US15/542,006 US10148920B2 (en) 2015-02-25 2016-02-10 Optical module and scanning-type image display device
EP16755213.2A EP3264543A4 (en) 2015-02-25 2016-02-10 LIGHT MODULE AND SCANNING IMAGE DISPLAY DEVICE
CN201680004740.XA CN107112717B (zh) 2015-02-25 2016-02-10 光模块以及扫描型图像显示装置
PCT/JP2016/053883 WO2016136466A1 (ja) 2015-02-25 2016-02-10 光モジュール、及び走査型画像表示装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015034700A JP6602543B2 (ja) 2015-02-25 2015-02-25 光モジュール、及び走査型画像表示装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016157824A true JP2016157824A (ja) 2016-09-01
JP6602543B2 JP6602543B2 (ja) 2019-11-06

Family

ID=56789571

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015034700A Expired - Fee Related JP6602543B2 (ja) 2015-02-25 2015-02-25 光モジュール、及び走査型画像表示装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10148920B2 (ja)
EP (1) EP3264543A4 (ja)
JP (1) JP6602543B2 (ja)
CN (1) CN107112717B (ja)
WO (1) WO2016136466A1 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6743880B2 (ja) * 2016-03-02 2020-08-19 ソニー株式会社 発光装置及び発光装置の製造方法
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
WO2018173583A1 (ja) * 2017-03-24 2018-09-27 ソニー株式会社 照明光学系および画像投影装置
US10855981B2 (en) * 2018-09-07 2020-12-01 Trw Automotive U.S. Llc Testing module for fixed focus camera module evaluation
KR20220012693A (ko) 2020-07-23 2022-02-04 삼성전자주식회사 헤드 업 디스플레이 장치
CN111774571A (zh) * 2020-08-03 2020-10-16 深圳市光为光通信科技有限公司 一种光模块外壳及其制备方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6122394U (ja) * 1984-07-13 1986-02-08 株式会社日立製作所 パツケ−ジ内冷却装置
JP2004341210A (ja) * 2003-04-07 2004-12-02 Seiko Epson Corp プロジェクタ
JP2011170271A (ja) * 2010-02-22 2011-09-01 Ricoh Co Ltd 光学装置、光学部品の位置調整固定方法、及びレーザプロジェクタ
JP2012070007A (ja) * 2011-12-26 2012-04-05 Furukawa Electric Co Ltd:The 半導体レーザモジュール
JP2012078564A (ja) * 2010-10-01 2012-04-19 Panasonic Corp 画像表示装置
US20120140784A1 (en) * 2010-12-06 2012-06-07 John Quirk Speckle reduction for laser projection displays
JP2013190594A (ja) * 2012-03-14 2013-09-26 Hitachi Media Electoronics Co Ltd 光モジュールおよび走査型画像表示装置
JP2014115445A (ja) * 2012-12-10 2014-06-26 Funai Electric Co Ltd 光学装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3504899B2 (ja) 1999-11-29 2004-03-08 株式会社リコー 光走査装置
JP2003142767A (ja) 2001-10-31 2003-05-16 Furukawa Electric Co Ltd:The レーザモジュール
US20120057136A1 (en) 2010-09-02 2012-03-08 Panasonic Corporation Image display apparatus
CN105009388B (zh) * 2013-02-28 2018-04-10 三菱电机株式会社 散热构造及光收发器
JP2014194504A (ja) * 2013-03-29 2014-10-09 Funai Electric Co Ltd プロジェクタ及びヘッドアップディスプレイ装置
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
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
JP6559562B2 (ja) * 2015-12-21 2019-08-14 株式会社日立エルジーデータストレージ 走査型画像表示装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6122394U (ja) * 1984-07-13 1986-02-08 株式会社日立製作所 パツケ−ジ内冷却装置
JP2004341210A (ja) * 2003-04-07 2004-12-02 Seiko Epson Corp プロジェクタ
JP2011170271A (ja) * 2010-02-22 2011-09-01 Ricoh Co Ltd 光学装置、光学部品の位置調整固定方法、及びレーザプロジェクタ
JP2012078564A (ja) * 2010-10-01 2012-04-19 Panasonic Corp 画像表示装置
US20120140784A1 (en) * 2010-12-06 2012-06-07 John Quirk Speckle reduction for laser projection displays
JP2012070007A (ja) * 2011-12-26 2012-04-05 Furukawa Electric Co Ltd:The 半導体レーザモジュール
JP2013190594A (ja) * 2012-03-14 2013-09-26 Hitachi Media Electoronics Co Ltd 光モジュールおよび走査型画像表示装置
JP2014115445A (ja) * 2012-12-10 2014-06-26 Funai Electric Co Ltd 光学装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016136466A1 (ja) 2016-09-01
JP6602543B2 (ja) 2019-11-06
CN107112717A (zh) 2017-08-29
CN107112717B (zh) 2019-12-27
US10148920B2 (en) 2018-12-04
EP3264543A1 (en) 2018-01-03
EP3264543A4 (en) 2019-01-30
US20170359556A1 (en) 2017-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6602543B2 (ja) 光モジュール、及び走査型画像表示装置
JP6238768B2 (ja) レーザ光源モジュールおよび走査型画像表示装置
JP5335873B2 (ja) レーザ光源モジュールおよびそれを備えた走査型画像表示装置
US10334213B2 (en) Scanning image display device
US20140293430A1 (en) Projector and head-up display device
JP2013190594A (ja) 光モジュールおよび走査型画像表示装置
JP6645667B2 (ja) 投写型表示装置
CN205485240U (zh) 投影仪
US9529175B2 (en) Projection optical apparatus and image projection apparatus
JP2015138114A (ja) 走査型表示装置、投影装置
WO2016121407A1 (ja) 光モジュール、及び走査型画像表示装置
US8531615B2 (en) Image display device and projection device
WO2020262025A1 (ja) 投射装置
JP2015052675A (ja) 光モジュールおよび走査型画像表示装置
JP2014044227A (ja) 光モジュールおよび走査型画像表示装置
JP4513360B2 (ja) 液晶表示装置
JP6606633B2 (ja) 画像表示装置及びその製造方法
JP2009217216A (ja) 実装ケース入り電気光学装置、及びそれを備える電子機器
JP6394113B2 (ja) プロジェクタおよびヘッドアップディスプレイ装置
JP2014170148A (ja) 光モジュールおよび走査型画像表示装置
CN108227357B (zh) 光源装置和投影装置
JP2014182316A (ja) 光モジュールおよび走査型画像表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150227

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20170117

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20170124

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170920

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170920

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180925

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20181122

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190507

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190625

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190910

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20191009

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6602543

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees