JPWO2015186258A1 - 光源装置、および光源装置を備えた投写型映像表示装置 - Google Patents

光源装置、および光源装置を備えた投写型映像表示装置 Download PDF

Info

Publication number
JPWO2015186258A1
JPWO2015186258A1 JP2016525658A JP2016525658A JPWO2015186258A1 JP WO2015186258 A1 JPWO2015186258 A1 JP WO2015186258A1 JP 2016525658 A JP2016525658 A JP 2016525658A JP 2016525658 A JP2016525658 A JP 2016525658A JP WO2015186258 A1 JPWO2015186258 A1 JP WO2015186258A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light source
laser light
source module
refrigerant
source device
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.)
Pending
Application number
JP2016525658A
Other languages
English (en)
Inventor
伊東 大輔
大輔 伊東
廣瀬 達朗
達朗 廣瀬
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric 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 Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of JPWO2015186258A1 publication Critical patent/JPWO2015186258A1/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50Cooling arrangements
    • F21V29/502Cooling arrangements characterised by the adaptation for cooling of specific components
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • 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
    • G03B21/2013Plural 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
    • 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
    • G03B21/206Control of light source other than position or intensity
    • 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
    • H01S5/02407Active cooling, e.g. the laser temperature is controlled by a thermo-electric cooler or water cooling
    • H01S5/02423Liquid cooling, e.g. a liquid cools a mount of the laser
    • 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
    • H01S5/02469Passive cooling, e.g. where heat is removed by the housing as a whole or by a heat pipe without any active cooling element like a TEC
    • 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
    • H01S5/40Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
    • H01S5/4087Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar emitting more than one wavelength
    • H01S5/4093Red, green and blue [RGB] generated directly by laser action or by a combination of laser action with nonlinear frequency conversion

Abstract

レーザ光源モジュール10は、ある1色のレーザ光を出射する複数の単位レーザ光源モジュールで構成され、レーザ光源モジュール10が2色以上の単位レーザ光源モジュールで構成されている場合において、実用的な輝度を得ることができる温度範囲の中央値が高い単位レーザ光源モジュールが、実用的な輝度を得ることができる温度範囲の中央値が低い単位レーザ光源モジュールよりも、冷媒の流れに対して上流側で蒸発器25と熱的に接続されているものである。

Description

本発明は、光源装置、および光源装置を備えた投写型映像表示装置に関するものである。
従来、光源と、光源から出射された光を変調する光変調素子と、光変調素子によって変調された光を投写面上に投写する投写ユニットとを有する投写型映像表示装置が知られている。
従来の多くの投写型映像表示装置においては、3原色の光を生成するための光源にランプが採用され、ランプが発する白色光をダイクロイックミラーにより赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の3原色に分離し、この3原色を画像情報により変調して合成プリズムで合成した後、投写レンズを介してスクリーンに表示している。
近年、さらなる高輝度化(高出力化)、色再現範囲の拡大、および長寿命化の要求が高まっているが、ランプ光源でさらなる高輝度化を進めるには、発熱の増大、冷却構造の大型化、騒音、電源の大型化などの問題が生じるため難しく、色再現範囲の拡大、および長寿命化についても難しかった。
そこで、近年ではランプ光源に代わり、色再現範囲が広く、長寿命である半導体レーザやLEDを光源要素として使用し、それらを複数使用することで高出力を得ることのできる光源の開発、およびその光源を使用した投写型映像表示装置の開発が進められている。
各色(R、G、B)の半導体レーザやLEDなどを安定的に発光、発振させるためには動作設定温度を一定に保つ事が重要であり、光源要素が半導体レーザの場合には、低温であればあるほど発光効率がよくなる。一般的に、半導体レーザの冷却技術としてペルチェ素子を利用するが、熱負荷が大きいため、ヒートパイプやヒートシンクの大型化、ファン風量増大による騒音悪化、消費電力の増大などの問題が生じる。
また、水冷による冷却方法は、ペルチェ素子に比べ熱負荷を抑えることができるが、冷却器の出入口水温の差が大きくなり、複数の半導体レーザの温度を一定に保てず、安定した出力光を供給できない。
上記の問題を解決する方法の一つとして、圧縮機、凝縮器、ファン、減圧器、および蒸発器(冷却器)で構成された冷媒回路を有する冷却装置を使用し、冷媒の蒸発潜熱を利用した方法が提案されている(たとえば、特許文献1および2参照)。
特許文献1では、光源エレメントに冷媒配管を直接、またはヒートパイプを介して間接的に接続することで、温度を一定に保つ方式が提案されている。また、特許文献2では、光源エレメントに加熱手段を設け、その加熱手段を制御することにより温度を調整する方式が提案されている。
特開2009−042703号公報(たとえば、[0025]〜[0028]、図2参照) 特開2009−086269号公報(たとえば、[0026]〜[0029]、図3参照)
特許文献1では、冷却装置側に加熱手段が無いため、装置の起動時に、熱源(光源エレメント)側よりも冷却(冷却装置)側を先に起動した場合、冷媒温度が低下してしまい、露点温度以下になると装置内部に結露が発生し、その内部でショートして装置が故障しやすくなる。また、装置の起動時に冷却側よりも熱源側を先に起動した場合、冷媒の供給が間に合わず、光源エレメントの温度が上昇して故障しやすくなる。さらに、冷却器で冷媒が蒸発せず、液状態で圧縮機に流れ込むため、圧縮機が故障しやすくなる。そのため、装置の信頼性が低下するという課題があった。
特許文献2では、光源エレメントに加熱手段を直接設けているため、加熱手段の加熱量が光源エレメントの発熱量に比べて大きい場合、光源エレメントの温度が上昇して寿命が短くなるという課題があった。さらに、光源エレメントの温度のみを見て加熱量を決めており、圧縮機の吸入側における冷媒の状態を判別できないため、圧縮機に液戻りしやすく、圧縮機が故障しやすくなるという課題があった。
本発明は、以上のような課題を考慮してなされたもので、信頼性を高めることができる光源装置、および光源装置を備えた投写型映像表示装置を提供することを目的としている。
本発明に係る光源装置は、レーザ光源モジュールと、圧縮機、凝縮器、膨張弁、および、蒸発器が順次配管で環状に接続され、冷媒が循環する冷媒回路を有する冷却装置と、少なくとも前記冷却装置を制御する制御部と、を備えた光源装置であって、前記レーザ光源モジュールは、ある1色のレーザ光を出射する複数の単位レーザ光源モジュールで構成され、前記レーザ光源モジュールが2色以上の単位レーザ光源モジュールで構成されている場合において、実用的な輝度を得ることができる温度範囲の中央値が高い単位レーザ光源モジュールが、実用的な輝度を得ることができる温度範囲の中央値が低い単位レーザ光源モジュールよりも、前記冷媒の流れに対して上流側で前記蒸発器と熱的に接続されているものである。
本発明に係る光源装置によれば、実用的な輝度を得ることができる温度範囲の中央値が高い単位レーザ光源モジュールを、実用的な輝度を得ることができる温度範囲の中央値が低い単位レーザ光源モジュールよりも、冷媒の流れに対して上流側で配管と熱的に接続することにより、レーザ光源モジュールの信頼性を高めることができる。
本発明の実施の形態1に係る光源装置の全体構成図である。 本発明の実施の形態1に係る光源装置に搭載される冷却装置の要部拡大図である。 本発明の実施の形態1に係る光源装置のレーザ光源モジュールとその液分布を示す図である。 本発明の実施の形態7に係る光源装置を備えた投写型映像表示装置の全体構成図である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る光源装置90の全体構成図、図2は、本発明の実施の形態1に係る光源装置90に搭載される冷却装置15の要部拡大図である。
本実施の形態1に係る光源装置90は、レーザ光源モジュール10と、光学系ユニット13と、光ファイバ14と、光ファイバ集結部14aと、光ファイバ集合線14bと、冷却装置15と、ヒートブロック30と、電気基板60と、レーザ光源駆動回路基板61と、電源回路基板62と、制御回路基板63と、を備えている。
レーザ光源モジュール10は、緑色(G)のレーザ光を出射する緑色レーザ光源モジュール10a、赤色(R)のレーザ光を出射する赤色レーザ光源モジュール10b、および、青色(B)のレーザ光を出射する青色レーザ光源モジュール10cで構成されている。
また、レーザ光源駆動回路基板61は、各色(R、G、B)のレーザ光源モジュール10を駆動する、緑色レーザ光源駆動回路基板61a、赤色レーザ光源駆動回路基板61b、および、青色レーザ光源駆動回路基板61cで構成されている。なお、緑色レーザ光源モジュール10a、赤色レーザ光源モジュール10b、および青色レーザ光源モジュール10cは、本発明の「単位レーザ光源モジュール」に相当する。
また、レーザ光源モジュール10は電気端子部12を備え、電気基板60を介して通電されることによりレーザ光が出射される。そして、その出射されたレーザ光は、光学系ユニット13を介して光ファイバ14へ導かれる。
光ファイバ14は、各色のレーザ光源モジュール10に接続され、レーザ光源モジュール10から出射したレーザ光を、光ファイバ14、光ファイバ集結部14a、および光ファイバ集合線14bを介してレーザ光源外部に出力される。
電源回路基板62は、光源装置90に電源を供給する回路基板であり、制御回路基板63は、光源装置90を制御する回路基板である。なお、制御回路基板63は、本発明の「制御部」に相当する。
冷却装置15は、圧縮機21、凝縮器22、膨張弁23、および、レーザ光源モジュール10を冷却する蒸発器25が、順次配管20で環状に接続され、冷媒が循環する冷媒回路を有している。また、凝縮器22には通風するためのファン24が設けられている。
配管20は冷媒を流すためのものであり、膨張弁23と圧縮機21との間の配管20には、放熱体である複数のヒートブロック30が取り付けられている。そして、膨張弁23と圧縮機21との間の配管20とヒートブロック30とにより、蒸発器25を構成している。また、レーザ光源モジュール10は、ヒートブロック30に接合されている。つまり、配管20とレーザ光源モジュール10とは、ヒートブロック30を介して熱的に接続されている。そして、レーザ光源モジュール10は、配管20の内部を流れる冷媒によって冷却されている。
詳しくは、圧縮機21で圧縮された高温高圧の冷媒が、凝縮器22およびファン24の作用により通風する外気と熱交換され、温度が下がり低温高圧の冷媒となると同時に、その凝縮熱はファン24によって光源装置90の外部へ排出される。次いで、冷媒は膨張弁23によって減圧された後、レーザ光源モジュール10が接合されたヒートブロック30が取り付けられた配管20を通過する際に、蒸発潜熱を奪うことで吸熱しながら(つまり、レーザ光源モジュール10を冷却しながら)低温低圧の冷媒となる。この一連の、いわゆるヒートポンプ動作によって、レーザ光源モジュール10はその発熱を連続的に光源装置90の外部へ排出し、温度を一定に保っている。
この冷媒回路の作用により、図2におけるヒートブロック30が取り付けられた配管20内での冷媒温度は、その周辺温度以下まで低下する。また、低圧側(圧縮機21の吸入側)の配管20表面は、冷媒温度と同等まで低下する。また、レーザ光源モジュール10とヒートブロック30との接合部においてはレーザ光源モジュール10からの発熱により温度が上昇するが、接合部以外のヒートブロック30表面は熱の出入りが小さいため、その表面温度は冷媒温度と同等まで低下する。そして、それらが露点温度以下になった場合、低圧側の配管20やヒートブロック30表面に結露が発生する。
これを改善するため、本実施の形態1では、冷媒回路、つまり冷却装置15に加熱器26を備えている。この加熱器26を制御することにより、冷媒温度を露点温度以下にならないように調整することで結露を抑制している。装置の起動時、冷却装置15の圧縮機21から起動させるとレーザ光源モジュール10は発熱をしていないため、配管20やヒートブロック30の温度が低下し、これらの表面に結露が発生する。一方、レーザ光源モジュール10から起動すると、冷却装置15の圧縮機21が起動していないため、レーザ光源モジュール10の温度が直ちに昇温し、レーザ光源モジュール10の故障や寿命が短くなる。
そこで、装置の起動時、最初に加熱器26を起動させて冷媒を温めてから圧縮機21を起動させることにより、冷媒温度を露点温度以下にならないように調整する。そして、その後でレーザ光源モジュール10を起動させることにより、レーザ光源モジュール10の温度上昇を抑制する。
また、加熱器26を設けることにより、冷媒の蒸発温度の調整と同時に、圧縮機21に吸入される冷媒の状態を蒸気にすることが可能である。ここで、冷媒が蒸気の状態で圧縮機21に吸入されるように加熱器26を制御する際、加熱器26をレーザ光源モジュール10に直接設けると、上記のように同時に制御を行うことが難しい。そのため、(圧縮機21の吐出側を上流、吸入側を下流とすると)レーザ光源モジュール10のうち最下流の青色レーザ光源モジュール10c近傍を流れる冷媒が過熱蒸気になって冷却されなかったり、圧縮機21に吸入される冷媒の状態が蒸気にならなかったりしてしまう。
そこで、冷媒回路内の低圧側(本実施の形態1では、蒸発器25と圧縮機21の吸入口との間)に加熱器26を設けると、蒸発器25は湿り状態の冷媒を流す一方、圧縮機21に吸入される冷媒の状態を蒸気にすることが可能であり、レーザ光源モジュール10の信頼性だけでなく、圧縮機21の信頼性も高めることができる。
また、結露回収容器が必要なく、加熱器26を回路内に複数必要としないため、装置を安価に製作できる。レーザ光源モジュール10内の最低配管温度や圧縮機21の吸入温度を見て、レーザ光源モジュール10の発熱量に応じて加熱器26を制御することにより冷媒温度を調整すればよいため、複数の加熱器26を用いた場合に比べ冷媒の温度調整が容易である。
また、本実施の形態1では加熱器26を一つのみ設けているため、コストを抑えることができ、また、複数の加熱器26の制御を行う必要がないため、制御が複雑とならず装置の応答性もよくすることができる。
なお、レーザ光源モジュール10の上流側と下流側にそれぞれ加熱器26を設けてもよい。そうすることで、上流側の加熱器26を制御することにより冷媒の蒸発温度を、下流側の加熱器26で圧縮機21に吸入される冷媒の状態を、それぞれ調整できる。
以上のように、本実施の形態1に係る冷却装置15を備えた光源装置90によれば、加熱器26による結露抑制により、装置内部に結露が発生してその内部でショートするのが抑制され、信頼性の高い光源装置90が得られる。
また、レーザ光源モジュール10内部のレーザダイオードの発光部温度を低下させることにより、電気―光変換効率が高くなる特性を持つ。そのため、上記のようにして冷媒温度を下げることにより、光源装置90外部への光出力が増大する。その結果として、光源装置90に必要な光出力を得るためのレーザ光源モジュール10の数を減ずることも可能となり、光源装置90のコストを安価にできるという効果が得られる。
また、蒸発器25の冷媒温度の調整とともに圧縮機21に吸入される冷媒の状態を蒸気にできるため、圧縮機21の信頼性を高めることができる。
図3は、本発明の実施の形態1に係る光源装置90のレーザ光源モジュール10とその液分布を示す図である。
なお、図3中において、冷媒の流れ方向に対して最上流の領域を領域A、最下流の領域を領域C、領域Aと領域Cとの間の領域を領域Bとそれぞれ称する。
本実施の形態1では、図3中の配管20内の液分布で示すように、気液二相状態の冷媒において、領域A>B>Cの順に液冷媒の液量が多くなっている。そして、領域Cでは冷媒の液量が少なく過熱蒸気も流れる。また、下流になればなるほど速度の大きい蒸気冷媒の割合が多くなるため、冷媒の圧力損失は大きくなる。この圧力損失の増加により冷媒の蒸発圧力が低下して蒸発温度も低下するため、冷却面の温度が低下する。そこで、冷媒の温度に分布のある光源装置90では、制御温度範囲(実用的な輝度を得ることができる温度範囲)の中央値が高いレーザ光源モジュール10を上流側(領域Aまたは領域B)に設ける。そうすることにより、レーザ光源モジュール10を所望の温度範囲内に制御し易くなるため、レーザ光源モジュール10から安定した波長を提供できる。これにより、レーザ光源モジュール10の信頼性を高め、安定したレーザ光を出射できる。
なお、本実施の形態1では、図3に示すように各色(R、G、B)のレーザ光源モジュール10を直列に並べているが、それに限定されるものではない。また、本実施の形態1とは異なる色の組み合わせや異なる数でもよく、それらを並列に並べてもよいが、列ごとに制御温度の高いレーザ光源モジュール10を上流側に設けるとよい。
実施の形態2.
以下、本実施の形態2について説明するが、実施の形態1と重複するものについては省略し、実施の形態1と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
以上の実施の形態1では、複数のレーザ光源モジュール10のうち、制御温度範囲の中央値が高いレーザ光源モジュール10を制御温度範囲の中央値が低いレーザ光源モジュール10よりも上流側に設けるものについて説明したが、本実施の形態2では、複数のレーザ光源モジュール10のうち、緑色レーザ光源モジュール10aを他の色のレーザ光源モジュール10よりも上流側に設けるものについて説明する。
緑色レーザ光源モジュール10aは、赤色や青色のレーザ光源モジュール10に比べ、制御温度範囲の中央値が高い。そこで、緑色レーザ光源モジュール10aを他の色のレーザ光源モジュール10よりも上流側(領域A)に設ける。そうすることにより、緑色レーザ光源モジュール10aを所望の温度範囲内に制御し易くなるため、緑色レーザ光源モジュール10aから安定した波長を提供できる。これにより、レーザ光源モジュール10の信頼性を高め、安定したレーザ光を出射できる。
実施の形態3.
以下、本実施の形態3について説明するが、実施の形態1と重複するものについては省略し、実施の形態1と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
以上の実施の形態2では、複数のレーザ光源モジュール10のうち、制御温度範囲の中央値が最も高い緑色レーザ光源モジュール10aを他の色のレーザ光源モジュール10よりも上流側に設けるものについて説明したが、本実施の形態3では、複数のレーザ光源モジュール10のうち、赤色レーザ光源モジュール10bを他の色のレーザ光源モジュール10よりも下流側に設けるものについて説明する。
赤色レーザ光源モジュール10bは、緑色や青色のレーザ光源モジュール10に比べ、制御温度範囲の中央値が低い。そこで、赤色レーザ光源モジュール10bを他の色のレーザ光源モジュール10よりも下流側(領域C)に設ける。そうすることにより、赤色レーザ光源モジュール10bの温度変化を最小に抑えられ、他の色のレーザ光源モジュール10も制御温度範囲内に入るため、光源装置90の制御が容易で全色に渡って安定した波長を出射できる。また、冷却温度を感知するセンサも1つで行えるため、コストを削減できる。
実施の形態4.
以下、本実施の形態4について説明するが、実施の形態1と重複するものについては省略し、実施の形態1と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
以上の実施の形態3では、複数のレーザ光源モジュール10のうち、制御温度範囲の中央値が最も低い赤色レーザ光源モジュール10bを他の色のレーザ光源モジュール10よりも下流側に設けるものについて説明したが、本実施の形態4では、緑色レーザ光源モジュール10aの温度を(光源装置90内の)露点温度以上45℃以下の範囲内に制御するものについて説明する。
緑色レーザ光源モジュール10aは、素子の特性から波長に温度依存性があるため、実用的な輝度を得るためには露点温度以上45℃以下の範囲内に制御する必要がある。そして、この範囲内に制御することにより、素子の特性から高輝度かつ安定した波長を提供できる。また、時間の低下に対する輝度の低下が小さいため、長寿命の光源装置90を得ることができる。また、緑色レーザ光源モジュール10aを露点温度以上に制御することにより、緑色レーザ光源モジュール10aの結露を抑制することができる。
実施の形態5.
以下、本実施の形態5について説明するが、実施の形態1と重複するものについては省略し、実施の形態1と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
以上の実施の形態4では、緑色レーザ光源モジュール10aの温度を周囲温度以上45℃以下の範囲内に制御するものについて説明したが、本実施の形態5では、赤色レーザ光源モジュール10bの温度を20℃以上30℃以下の範囲内に制御するものについて説明する。
赤色レーザ光源モジュール10bは、素子の特性から波長に温度依存性があるため、実用的な輝度を得るためには20℃以上30℃以下の範囲内に制御する必要がある。そして、この範囲で制御することにより、素子の特性から高輝度かつ安定した波長を提供できる。また、時間の低下に対する輝度の低下が小さいため、長寿命の光源装置90を得ることができる。
実施の形態6.
以下、本実施の形態6について説明するが、実施の形態1と重複するものについては省略し、実施の形態1と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
以上の実施の形態5では、赤色レーザ光源モジュール10bの温度を20℃以上30℃以下の範囲内に制御するものについて説明したが、本実施の形態6では、青色レーザ光源モジュール10cの温度を27℃以上33℃以下の範囲内に制御するものについて説明する。
青色レーザ光源モジュール10cは、素子の特性から波長に温度依存性があるため、実用的な輝度を得るためには27℃以上33℃以下の範囲内に制御する必要がある。そして、この範囲で制御することにより、素子の特性から高輝度かつ安定した波長を提供できる。また、時間の低下に対する輝度の低下が小さいため、長寿命の光源装置90を得ることができる。
実施の形態7.
図4は、本発明の実施の形態7に係る光源装置90を備えた投写型映像表示装置91の全体構成図である。
以下、本実施の形態7について説明するが、実施の形態1と重複するものについては省略し、実施の形態1と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
以上の実施の形態6では、赤色レーザ光源モジュール10bの温度を20℃以上30℃以下の範囲内に制御するものについて説明したが、本実施の形態7では、光源装置90を備えた投写型映像表示装置91について説明する。
本実施の形態7に係る投写型映像表示装置91は、図4に示すように光源装置90の光ファイバ集結部14aに光ファイバ集合線14bで接続されており、その内部に備えるレーザ光を空間変調して画像光を生成する手段と、画像光を投射する投射光学系により、プロジェクタ外部へ画像を投影するものである。
本実施の形態6に係る投写型映像表示装置91によれば、高信頼性、低コスト、および高い省エネ性を得ることができる。
10 レーザ光源モジュール、10a 緑色レーザ光源モジュール、10b 赤色レーザ光源モジュール、10c 青色レーザ光源モジュール、12 電気端子部、13 光学系ユニット、14 光ファイバ、14a 光ファイバ集結部、14b 光ファイバ集合線、15 冷却装置、20 配管、21 圧縮機、22 凝縮器、23 膨張弁、24 ファン、25 蒸発器、26 加熱器、26a 加熱器、26b 加熱器、27 第一温度センサ、28 第二温度センサ、29 熱交換器、30 ヒートブロック、60 電気基板、61 レーザ光源駆動回路基板、61a 緑色レーザ光源駆動回路基板、61b 赤色レーザ光源駆動回路基板、61c 青色レーザ光源駆動回路基板、62 電源回路基板、63 制御回路基板、90 光源装置、91 投写型映像表示装置。
本発明に係る光源装置は、レーザ光源モジュールと、圧縮機、凝縮器、膨張弁、および、蒸発器が順次配管で環状に接続され、冷媒が循環する冷媒回路を有する冷却装置と、1色のレーザ光を出射する単位レーザ光源モジュールを複数備え、前記蒸発器に熱的に接続されたレーザ光源モジュールと、少なくとも前記冷却装置を制御する制御部と、前記冷媒回路の前記蒸発器と前記圧縮機の吸入側との間に設けられた加熱器と、を備えたものである。

Claims (9)

  1. レーザ光源モジュールと、
    圧縮機、凝縮器、膨張弁、および、蒸発器が順次配管で環状に接続され、冷媒が循環する冷媒回路を有する冷却装置と、
    少なくとも前記冷却装置を制御する制御部と、を備えた光源装置であって、
    前記レーザ光源モジュールは、ある1色のレーザ光を出射する複数の単位レーザ光源モジュールで構成され、
    前記レーザ光源モジュールが2色以上の単位レーザ光源モジュールで構成されている場合において、
    実用的な輝度を得ることができる温度範囲の中央値が高い単位レーザ光源モジュールが、実用的な輝度を得ることができる温度範囲の中央値が低い単位レーザ光源モジュールよりも、前記冷媒の流れに対して上流側で前記蒸発器と熱的に接続されている
    光源装置。
  2. 前記蒸発器は、前記圧縮機と前記膨張弁との間の配管で構成され、該配管が前記レーザ光源モジュールと熱的に接続される
    請求項1に記載の光源装置。
  3. 前記単位レーザ光源モジュールのうち少なくとも一つは、緑色のレーザ光を出射する緑色レーザ光源モジュールであり、
    前記緑色レーザ光源モジュールは、その他の色のレーザ光を出射する前記単位レーザ光源モジュールよりも、前記冷媒の流れに対して上流側で前記配管と熱的に接続されている
    請求項1または2に記載の光源装置。
  4. 前記制御部は、
    前記緑色レーザ光源モジュールを露点温度以上45℃以下の範囲内に制御する
    請求項3に記載の光源装置。
  5. 前記単位レーザ光源モジュールのうち少なくとも一つは、赤色のレーザ光を出射する赤色レーザ光源モジュールであり、
    前記赤色レーザ光源モジュールは、その他の色のレーザ光を出射する前記単位レーザ光源モジュールよりも、前記冷媒の流れに対して下流側で前記配管と熱的に接続されている
    請求項1〜4のいずれか一項に記載の光源装置。
  6. 前記制御部は、
    前記赤色レーザ光源モジュールを20℃以上30℃以下の範囲内に制御する
    請求項5に記載の光源装置。
  7. 前記単位レーザ光源モジュールのうち少なくとも一つは、青色のレーザ光を出射する青色レーザ光源モジュールであり、
    前記制御部は、
    前記青色レーザ光源モジュールを27℃以上33℃以下の範囲内に制御する
    請求項1〜6のいずれか一項に記載の光源装置。
  8. 前記冷媒回路内の低圧側に加熱器を備え、
    前記制御部は、
    前記加熱器を起動後、前記圧縮機を起動させ、前記圧縮機を起動後、前記レーザ光源モジュールを起動させる
    請求項1〜7のいずれか一項に記載の光源装置。
  9. 請求項1〜8のいずれか一項に記載の光源装置を備えた
    投写型映像表示装置。
JP2016525658A 2014-06-06 2014-06-06 光源装置、および光源装置を備えた投写型映像表示装置 Pending JPWO2015186258A1 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2014/065147 WO2015186258A1 (ja) 2014-06-06 2014-06-06 光源装置、および光源装置を備えた投写型映像表示装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPWO2015186258A1 true JPWO2015186258A1 (ja) 2017-04-20

Family

ID=54766350

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016525658A Pending JPWO2015186258A1 (ja) 2014-06-06 2014-06-06 光源装置、および光源装置を備えた投写型映像表示装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10114275B2 (ja)
JP (1) JPWO2015186258A1 (ja)
GB (1) GB2541325B (ja)
WO (1) WO2015186258A1 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2966490A1 (de) * 2014-07-08 2016-01-13 Fisba Optik Ag Vorrichtung zur Erzeugung von Licht mit mehreren Wellenlängen, Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung, Verwendung eines Positionierungsmoduls, Verfahren zur Kombination von Lichtstrahlen und Vorrichtung zur Erzeugung von Licht mit mehreren Wellenlängen
CN107726057A (zh) * 2016-08-11 2018-02-23 广州市新晶瓷材料科技有限公司 基于rgb激光发白光的照明光源
JP6726401B2 (ja) * 2016-08-23 2020-07-22 株式会社リコー 光源装置、画像投写装置、及び光源装置の配置方法
CN108267915A (zh) * 2016-12-30 2018-07-10 深圳市光峰光电技术有限公司 激光光源及显示设备
JP6640811B2 (ja) * 2017-10-06 2020-02-05 ファナック株式会社 結露防止機能を備えたレーザ装置
CN111856856B (zh) * 2019-04-29 2022-03-08 中强光电股份有限公司 投影装置以及散热控制方法
CN113138520A (zh) * 2020-01-17 2021-07-20 中强光电股份有限公司 投影装置以及散热控制方法

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07221373A (ja) * 1994-02-04 1995-08-18 Miyachi Technos Kk レーザ装置
JP2000040850A (ja) * 1998-07-24 2000-02-08 Dainippon Screen Mfg Co Ltd レーザダイオードの駆動制御装置
JP2002198592A (ja) * 2000-12-25 2002-07-12 Shibaura Mechatronics Corp レーザ発生装置
JP2003273445A (ja) * 2002-03-15 2003-09-26 Fuji Xerox Co Ltd 光源制御装置
JP2007071806A (ja) * 2005-09-09 2007-03-22 Seiko Epson Corp 電子部品の温度制御装置並びにハンドラ装置
JP2009086269A (ja) * 2007-09-28 2009-04-23 Sanyo Electric Co Ltd 投写型映像表示装置
JP2012042699A (ja) * 2010-08-19 2012-03-01 Sanyo Electric Co Ltd 投写型映像表示装置
JP2012059993A (ja) * 2010-09-10 2012-03-22 Miyachi Technos Corp レーザ装置及びその制御方法
JP2012175086A (ja) * 2011-02-24 2012-09-10 Fujitsu Ltd 結露検知装置、電子機器冷却システム、及び結露検出方法
JP2013011841A (ja) * 2011-09-28 2013-01-17 Panasonic Corp 画像表示装置
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
WO2014017345A1 (ja) * 2012-07-23 2014-01-30 三浦工業株式会社 ヒートポンプ

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2597517A2 (en) * 2005-11-08 2013-05-29 Garrett J Young Apparatus, methods, and systems for multi-primary display or projection
CN101689014B (zh) * 2007-07-12 2011-09-21 松下电器产业株式会社 图像显示装置
JP5150172B2 (ja) 2007-07-18 2013-02-20 三洋電機株式会社 投写型映像表示装置
WO2009116252A1 (ja) * 2008-03-17 2009-09-24 三洋電機株式会社 プロジェクタ
US20110032489A1 (en) * 2008-06-13 2011-02-10 Takayuki Kimoto Image display device
TW201018841A (en) 2008-11-12 2010-05-16 Metal Ind Res & Dev Ct Unitized cooling module for laser diode
JP5511420B2 (ja) * 2010-02-05 2014-06-04 三菱電機株式会社 レーザ光源装置及びプロジェクタ装置
JP6341664B2 (ja) * 2014-01-10 2018-06-13 三菱電機株式会社 投写型映像表示装置

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07221373A (ja) * 1994-02-04 1995-08-18 Miyachi Technos Kk レーザ装置
JP2000040850A (ja) * 1998-07-24 2000-02-08 Dainippon Screen Mfg Co Ltd レーザダイオードの駆動制御装置
JP2002198592A (ja) * 2000-12-25 2002-07-12 Shibaura Mechatronics Corp レーザ発生装置
JP2003273445A (ja) * 2002-03-15 2003-09-26 Fuji Xerox Co Ltd 光源制御装置
JP2007071806A (ja) * 2005-09-09 2007-03-22 Seiko Epson Corp 電子部品の温度制御装置並びにハンドラ装置
JP2009086269A (ja) * 2007-09-28 2009-04-23 Sanyo Electric Co Ltd 投写型映像表示装置
JP2012042699A (ja) * 2010-08-19 2012-03-01 Sanyo Electric Co Ltd 投写型映像表示装置
JP2012059993A (ja) * 2010-09-10 2012-03-22 Miyachi Technos Corp レーザ装置及びその制御方法
JP2012175086A (ja) * 2011-02-24 2012-09-10 Fujitsu Ltd 結露検知装置、電子機器冷却システム、及び結露検出方法
JP2013011841A (ja) * 2011-09-28 2013-01-17 Panasonic Corp 画像表示装置
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
WO2014017345A1 (ja) * 2012-07-23 2014-01-30 三浦工業株式会社 ヒートポンプ

Also Published As

Publication number Publication date
US20170146895A1 (en) 2017-05-25
GB2541325A9 (en) 2017-03-15
GB2541325B (en) 2021-03-10
WO2015186258A1 (ja) 2015-12-10
GB201619964D0 (en) 2017-01-11
US10114275B2 (en) 2018-10-30
GB2541325A (en) 2017-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2015186257A1 (ja) 冷却装置、冷却装置を備えた光源装置、および光源装置を備えた投写型映像表示装置
WO2015186258A1 (ja) 光源装置、および光源装置を備えた投写型映像表示装置
CN104777705B (zh) 投射型影像显示装置
EP3121542B1 (en) Cooling device and projector
JP5081558B2 (ja) 投写型映像表示装置
US8093547B2 (en) Projector and light source apparatus having a second reflector for reflecting light in infrared region
US20180364552A1 (en) Projector
JP6366288B2 (ja) 光源装置およびプロジェクタ装置
CN112415839B (zh) 投影仪
CN105988267A (zh) 散热装置、光源装置及具备该光源装置的投影装置
JP4811190B2 (ja) 液晶表示機器
CN101673033A (zh) 投影仪散热控制装置与方法
JP5150172B2 (ja) 投写型映像表示装置
JP5118929B2 (ja) 投写型映像表示装置
JP2010048991A (ja) プロジェクタ
US11768427B2 (en) Projector
JP2009086274A (ja) 投写型映像表示装置
US20220128892A1 (en) Projector
JP2006066498A (ja) 温度測定装置、光源制御装置、画像表示装置、温度測定方法および光源制御方法
JP2010026134A (ja) 冷却装置、光源装置、プロジェクタ及び冷却方法
JP6326908B2 (ja) 光源装置、プロジェクター、及び放電灯の冷却方法

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170704

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170825

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20171205