(57)【要約】【課題】赤、緑、青の３色のレーザからのビーム光を、１つの合成ビーム光軸上に整列する光モジュールにおいて、レーザの動作保証温度範囲より環境温度の範囲が広い場合、加熱・冷却装置時の温度変化による変位や変形に起因して発生する、３色のビームスポットの相対位置ずれを低減する。【解決手段】複数のレーザを搭載し前記複数のレーザからのビーム光を照射する光モジュールにおいて、光モジュールを搭載したケースを介して光モジュール全体を冷却する冷却装置と、レーザを個々に加熱する加熱装置を各レーザホルダに有することを特徴とした光モジュール。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレーザを搭載し前記複数のレーザからのビーム光を照射する光モジュールにおいて、
該光モジュールを搭載するケースを有し、前記ケースを介して光モジュール全体を冷却する冷却装置と、前記複数のレーザは、それぞれ前記ケースへ複数のレーザホルダを介して接続され、前記複数のレーザを個々に加熱する複数の加熱装置を前記複数のレーザホルダそれぞれに有することを特徴とした光モジュール。
【請求項２】
複数のレーザを搭載し前記複数のレーザからのビーム光を照射する光モジュールにおいて、
該光モジュールを搭載するケースを有し、前記ケースに第１のレーザを配置した面と隣り合う面に第２のレーザと第３のレーザを配置し、光モジュールのケースに接続するヒートスプレッダをケースから見て、第２のレーザと第３のレーザ方向にケースから離れる水平面に伸ばし、その伸ばした箇所に冷却装置を配置、レーザを個々に加熱する加熱装置を各レーザホルダに有することを特徴とした光モジュール。
【請求項３】
複数のレーザを搭載し前記複数のレーザからのビーム光を照射する光モジュールにおいて、
該光モジュールを搭載するケースを有し、前記ケースに第１のレーザを配置した面と隣り合う面に第２のレーザと第３のレーザを配置、第１のレーザに近いレーザを第２のレーザ、第１のレーザから遠いレーザを第３のレーザとすると、光モジュールのケースに接続するヒートスプレッダをケースから見て、第１のレーザと第２のレーザ方向に伸ばし、その伸ばしたヒートスプレッダの箇所に冷却装置を配置、レーザを個々に加熱する加熱装置をレーザホルダに有することを特徴とした光モジュール。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一つにおいて、
光モジュールへの電流供給用基板を、レーザ光を投射する面と反対側に配置することを特徴とする光モジュール。
【請求項５】
請求項１において、
光モジュールへの電流供給用基板を、レーザ光を投射する面と反対側に配置し、前記基板から一番遠い位置に第３のレーザを緑色、次に第２のレーザを青色、基板に一番近い第１のレーザに赤色を配置したことを特徴とする光モジュール。
【請求項６】
請求項２において、
第３のレーザに緑色、第２のレーザに赤色、第１のレーザに青色を配置したことを特徴とする光モジュール。
【請求項７】
請求項３において、
第１のレーザに緑色、第２のレーザに赤色、第３のレーザに青色を配置したことを特徴とする光モジュール。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一つにおいて、
加熱装置を、レーザを装着するレーザホルダに穴を設けレーザホルダ内部に取付ける構造を有することを特徴とした光モジュール。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれか一つにおいて、
加熱装置を、レーザを装着するレーザホルダに巻きつけたコイルとしたことを特徴とした光モジュール。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一つに記載の光モジュールを有し、
レーザの発光を制御して画像を表示することを特徴とする走査型画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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ビーム光を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光ビームを画像表示する走査型画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
プロジェクタの方式としては、光源にランプやＬＥＤなどを用い、液晶パネルやデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）で表示した画像を投射するタイプが先行しているが、光源にレーザを用いて、１本のビーム光を可動ミラーにより走査して表示するレーザプロジェクタ（走査型画像表示装置）も開発が進められている。光源にレーザ光を用いるため、焦点合わせの必要がなく、且つ画像の輝度を上げることが容易で、外出先で手ごろな壁に投射するという用途に適していると考えられている。
【０００４】
また、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も考えられている。
【０００５】
赤、青、緑の３色のレーザを用い、３色のレーザビームを１本の軸に沿って進む合成ビームに結合するビーム結合部と、合成ビームの偏向方向を走査するビームスキャナを有し、カラー画像を表示できる走査型画像表示装置の構成について、例えば、特許文献１に記載がある。特許文献１には、ビーム結合部の構成としては、３つの光源は並列していて、同一方向にビームが射出され、それぞれ対応したビーム結合ミラーに反射して、合成ビームに結合される記載がある。
【０００６】
なお、従来は直接緑色光を放射するレーザがなかったため、特許文献１においても、赤外光をＳＨＧ（second harmonic generation）で波長変換して緑色光を得ているが、近年では直接緑色光を放射するレーザも入手できるようになってきている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２００９−５３３７１５号公報
【特許文献２】特開２０００−７７５８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のような走査型画像表示装置においては、３色のビーム光の光軸を精度よく一致させ、且つレーザの動作温度を保つことが重要である。光軸がずれてしまうと、スクリーンなどの表示領域上での各色のスポットに相対位置ずれが発生し、画像がぼやけてしまう課題がある。
【０００９】
従ってモジュールの組立時には、３色の光軸が合うように調整して組み立てる必要があり、走査型画像表示装置の使用時には、熱変形時の光学部品の位置ずれによる光軸のずれも考慮する課題がある。
【００１０】
また、レーザの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。そのため自動車などに搭載するヘッドアップディスプレイなどのレーザの動作保証温度範囲より環境温度の範囲が広い場合での光モジュールは、レーザの動作保証温度範囲内に温度を調節する加熱・冷却装置が必要となる課題がある。
【００１１】
単なる半導体素子の温度制御のための加熱・冷却装置を有した電子部品装置として、例えば、特許文献２に記載されているような、温度制御型半導体装置がある。
【００１２】
しかしながら、従来技術においてはレーザの動作保証温度範囲より環境温度の範囲が広い場合での光モジュールにおける次の課題には配慮されていない。
【００１３】
すなわち、温度上昇および温度下降時に、３色のレーザビームを１本の軸に沿って進む合成ビームに結合する光学部品が、各部の温度差に伴うケース変形によって変位および変形するため、各色のレーザビームの光軸ずれ、すなわちスクリーンなどの表示領域上でのスポット相対位置ずれが発生する。
【００１４】
特許文献２には、単なる温度制御方法は述べられているが、温度上昇および温度下降時における各部の温度差に対する光軸ずれの課題については開示・示唆が無い。
【００１５】
本発明の目的は、スクリーンなどの表示領域上でのスポット相対位置ずれを小さくできる、レーザの温度を動作保証温度範囲内にするための加熱・冷却装置を備えた小型の光モジュールおよび走査型画像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。  
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、複数のレーザを搭載し複数のレーザからのビーム光を照射する光モジュールにおいて、
該光モジュールを搭載するケースを有し、前記ケースを介して光モジュール全体を冷却する冷却装置と、前記複数のレーザは、それぞれ前記ケースへ複数のレーザホルダを介して接続され、前記複数のレーザを個々に加熱する複数の加熱装置を前記複数のレーザホルダそれぞれに有することを特徴とする。
【００１７】
また、例えば、光モジュールを搭載するケースを有し、ケースに第１のレーザを配置した面と隣り合う面に第２のレーザと第３のレーザを配置し、光モジュールのケースに接続するヒートスプレッダをケースから見て、第２のレーザと第３のレーザ方向にケースから離れる水平面に伸ばし、その伸ばした箇所に冷却装置を配置、レーザを個々に加熱する加熱装置を各レーザホルダに有することを特徴とする。
【００１８】
また、例えば、光モジュールを搭載するケースを有し、ケースに第１のレーザを配置した面と隣り合う面に第２のレーザと第３のレーザを配置、第１のレーザに近いレーザを第２のレーザ、第１のレーザから遠いレーザを第３のレーザとすると、光モジュールのケースに接続するヒートスプレッダをケースから見て、第１のレーザと第２のレーザ方向に伸ばし、その伸ばしたヒートスプレッダの箇所に冷却装置を配置、レーザを個々に加熱する加熱装置をレーザホルダに有することを特徴とする。
【００１９】
また好ましくは、光モジュールへの電流供給用基板を、レーザ光を投射する面と反対側に配置しても良い。
【００２０】
また好ましくは、光モジュールへの電流供給用基板を、レーザ光を投射する面と反対側に配置し、前記基板から一番遠い位置に第３のレーザを緑色、次に第２のレーザを青色、基板に一番近い第３のレーザに赤色を配置しても良い。
【００２１】
また好ましくは、光モジュールを搭載したケースに第１のレーザを配置した面と隣り合う面に第２のレーザと第３のレーザを配置し、光モジュールのケースに接続するヒートスプレッダをケースから見て、第２のレーザと第３のレーザ方向にケースから離れる水平面に伸ばし、その伸ばした箇所に冷却装置を配置、レーザを個々に加熱する加熱装置を各レーザホルダに光モジュールにおいて、第３のレーザに緑色、第２のレーザに赤色、第１のレーザに青色を配置しても良い。
【００２２】
また好ましくは、光モジュールを搭載したケースに第１のレーザを配置した面と隣り合う面に第２のレーザと第３のレーザを配置、第１のレーザに近いレーザを第２のレーザ、第１のレーザから遠いレーザを第３のレーザとすると、光モジュールのケースに接続するヒートスプレッダをケースから見て、第１のレーザと第２のレーザ方向に伸ばし、その伸ばしたヒートスプレッダの箇所に冷却装置を配置、レーザを個々に加熱する加熱装置をレーザホルダに有する光モジュールにおいて、第１のレーザに緑色、第２のレーザに赤色、第３のレーザに青色を配置しても良い。
【００２３】
また好ましくは、加熱装置を、レーザを装着するレーザホルダに穴を設けレーザホルダ内部に取付ける構造を有しても良い。
【００２４】
また好ましくは、加熱装置を、レーザを装着するレーザホルダに巻きつけたコイルとしても良い。
【００２５】
また好ましくは、光モジュールと、レーザの発光を制御して画像を表示することを特徴とする走査型画像表示装置を構成する。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、スクリーンなどの表示領域上でのスポット相対位置ずれを小さくできる、レーザの温度を動作保証温度範囲内にするための加熱・冷却装置を備えた小型の光モジュールおよび走査型画像表示装置を提供できる。
【００２７】
また、例えば、本発明によれば、自動車などに搭載するヘッドアップディスプレイなどのレーザの動作保証温度範囲より環境温度の範囲が広い場合の光モジュールおよびそれを備えた走査型画像表示装置において、レーザの動作保証温度範囲内に温度を調節可能で、複数のレーザに対して、スクリーンなどの表示領域上のレーザスポットの相対位置ずれを小さくした加熱・冷却装置を有する、光モジュールを備えた走査型画像表示装置を提供できる。
【００２８】
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の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２】本発明に係る光モジュールの第１の実施例を示す斜視図である。
【図３】本発明に用いられる発熱素子の実施例を示す斜視図である。
【図４】本発明に用いられる発熱素子の実施例を示す斜視図である。
【図５】本発明に用いられる発熱素子の実施例を示す斜視図である。
【図６】本発明に係る光モジュールの第２の実施例を示す斜視図である。
【図７】本発明に係る光モジュールの第３の実施例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施例を、図面を用いて説明する。なお、同一の符号を付された構成は、同一の機能を有するので、既に説明されている場合それらの説明は省略することがある。
【実施例１】
【００３１】
図１は本発明の実施例に係る走査型画像表示装置の構成図である。  
図１において、光モジュール１０１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なる第１のレーザ１ａ、第２のレーザ１ｂ、第３のレーザ１ｃと、各レーザ光源から発せられたビーム光を結合させるビーム結合部を有するレーザ光源モジュール１００と、結合したビーム光をスクリーン１０９へ投射する投射部と、投射するビーム光をスクリーン１０９上で２次元的に走査する走査部とを有する。投射部には偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１１０、１／４波長板１１１、画角拡大素子１１２などを有する。また、走査部には走査ミラー１１３などを含む。
【００３２】
表示する画像信号は、電源等を含む制御回路１０２を経由してビデオ信号処理回路１０３に入力する。ビデオ信号処理回路１０３では画像信号に対し各種の処理を施すとともに、Ｒ／Ｇ／Ｂの３色信号に分離しレーザ光源駆動回路１０４に送る。レーザ光源駆動回路１０４では、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に対して発光用の駆動電流を供給する。その結果レーザは、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ビーム光を出射する。
【００３３】
またビデオ信号処理回路１０３は、画像信号から同期信号を抽出して走査ミラー駆動回路１０５に送る。走査ミラー駆動回路１０５は、水平・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１１３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１１３は、ミラー面を所定の角度だけ周期的に反復回転してビーム光を反射させ、スクリーン１０９上に水平方向および垂直方向に光ビームを走査して画像を表示する。
【００３４】
フロントモニター信号検出回路１０６は、フロントモニター１１４からの信号を入力して、レーザから出射されるＲ／Ｇ／Ｂそれぞれ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、所定の出力になるようレーザの出力が制御される。
【００３５】
走査ミラー１１３には、例えばＭＥＭＳ（Micro electromechanical 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軸駆動のスキャンミラーを２つ用意し、互いに直交する方向にビーム光を走査できるように配置してもよい。
【００３６】
ところで、自動車などに搭載するヘッドアップディスプレイなどは、環境温度として寒冷地での放置および真夏日での放置より、−数十℃から＋１００℃近くまで考えられる。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、光モジュールおよびそれを備えた走査型画像表示装置において、レーザの動作保証温度範囲内に温度を調節する加熱・冷却が必要となる。また、レーザの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。
【００３７】
その際、温度上昇および温度下降時における各部の温度差により、光軸ずれが発生する課題がある。ビーム光の光軸がずれると、スクリーンなどの表示領域上でのスポット位置がずれる。３つのレーザでスポット位置ずれが異なると、スポット位置が一致しなくなり、画像がぼやけてしまう。
【００３８】
そこで本発明の実施例では、各部の温度差による光軸ずれが発生を抑制する、加熱・冷却装置および部品の配置を考慮することで複数のレーザの相対的な位置ずれ量を小さくできるように、前記光モジュール１０１を構成した。
【００３９】
光モジュールはある基準温度にて組み立て、調整されている。そのため各部に温度差が生じると部品の熱膨張係数によって変形が発生、光学部品が変位ないしは変形し、光軸にずれが生じることになる。この現象を抑制するには、各部に温度差が生じないような加熱・冷却構造が必要となる。
【００４０】
以下、本発明の実施例に係る光モジュール１０１についてさらに説明する。図２は本発明に係る光モジュールの第１の実施例を示す斜視図である。
【００４１】
図２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および第３のレーザ１ｃからなり、各レーザはハンドリングを向上させる第１のレーザホルダ２ａ、第２のレーザホルダ２ｂ、第３のレーザホルダ２ｃにそれぞれ装着されている。第１のレーザホルダ２ａには、局部加熱用の第１の加熱素子３ａが取付けられている。第２のレーザホルダ２ｂには、局部加熱用の第２の加熱素子３ｂが取付けられている。第３のレーザホルダ２ｃには、局部加熱用の第３の加熱素子３ｃが取付けられている。第１のレーザホルダ２ａ、第２のレーザホルダ２ｂ、第３のレーザホルダ２ｃは、それぞれ光モジュール１０１のケース１２に接着剤やねじ止めまたはばねなどで取付けられている。そして、これら第１の加熱素子３ａ、第２の加熱素子３ｂ及び第３の加熱素子３ｃが、第１のレーザ１ａ、第２のレーザ１ｂおよび第３のレーザ１ｃを有する複数のレーザそれぞれの加熱装置として機能する。
【００４２】
冷却装置としては、光モジュール１０１全体を冷却するため、ケース１２の下面ないしは上面全体に熱伝導グリス４ないしは熱伝導シートまたは熱伝導ゲルを介して冷却素子５を取付けて、その冷却素子用の放熱フィン６を他面（下面）に取付けている。放熱フィン６の効率を上げるため、ファン７を追加で配置しても良い。また、図中は冷却装置を光モジュール１０１の下部に設けているが、光モジュール１０１の上部に設けても良い。
【００４３】
光モジュール１０１全体を冷却することにより、光モジュール１０１内の温度差を小さくでき、光モジュール１０１に搭載される部品間の熱膨張率の差から生じる変位ないしは変形を抑え、第１のレーザ１ａ、第２のレーザ１ｂおよび第３のレーザ１ｃからなる複数のレーザのスポット位置ずれを抑制することで、相対的な位置ずれ量を小さくできる。
【００４４】
一方、第１のレーザ１ａ、第２のレーザ１ｂおよび第３のレーザ１ｃの加熱時は、冷却素子５および放熱フィン６は必要なく、加熱装置の小型化が可能となる。そのため、第１のレーザ１ａそのものを局部的に加熱するために、第１のレーザホルダ２ａに直接局部加熱用の第１の加熱素子３ａを取付ける。また、第２のレーザ１ｂそのものを局部的に加熱するために、第２のレーザホルダ２ｂに直接局部加熱用の第２の加熱素子３ｂを取付ける。さらに、第３のレーザ１ｃそのものを局部的に加熱するために、第３のレーザホルダ２ｃに直接局部加熱用の第３の加熱素子３ｃを取付ける。これにより、レーザ部はレーザの動作保証温度範囲内、それ以外の光モジュール１０１部は環境温度とすることが可能で、光モジュール１０１の温度差を最小限とすることができ、光モジュール１０１に搭載される部品間の熱膨張率の差から生じる変位ないしは変形を抑え、複数のレーザのスポット位置ずれを抑制することで、相対的な位置ずれ量を小さくできる。
【００４５】
その際、第１の加熱素子３ａは、第１のレーザ１ａと、第１のレーザホルダ２ａを加熱するだけで良いため、熱容量が小さく温度上昇時間の短縮化が図れる。また、第２の加熱素子３ｂは、第２のレーザ１ｂと、第２のレーザホルダ２ｂを加熱するだけで良いため、熱容量が小さく温度上昇時間の短縮化が図れる。さらに、第３の加熱素子３ｃは、第３のレーザ１ｃと、第３のレーザホルダ２ｃを加熱するだけで良いため、熱容量が小さく温度上昇時間の短縮化が図れる。
【００４６】
上記に加え、第１のレーザ１ａ、第２のレーザ１ｂおよび第３のレーザ１ｃの電流を供給する基板８（フレキシブル基板など）は、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などからの熱を伝導させる部材となるため、光モジュール１０１の第１のレーザ１ａ、第２のレーザ１ｂおよび第３のレーザ１ｃから離れた位置であって、光モジュール１０１のレーザ光をスクリーン１０９に投射する反対側の面に配置される。基板８からの熱流入と第１のレーザ１ａ、第２のレーザ１ｂおよび第３のレーザ１ｃの発熱を分散し、光モジュール１０１の温度分布を均一にすることによって、光モジュール１０１に搭載される部品間の熱膨張率の差から生じる変位ないしは変形を抑え、複数のレーザのスポット位置ずれを抑制することで、相対的な位置ずれ量を小さくでき、装置全体での効率の良い冷却が可能となる。
【００４７】
また、本光モジュール１０１に搭載される第１のレーザ１ａ、第２のレーザ１ｂおよび第３のレーザ１ｃは、レーザの特性により消費電力として緑色レーザが一番大きく、次に赤色レーザ、一番消費電力が小さいのが青色レーザとなる。従って、レーザ光として変換されず熱となる各レーザの発熱量は、緑色レーザ＞赤色レーザ＞青色レーザの順に発熱量が高い。つまり、光モジュール１０１内のレーザの配置としては、前記レーザの電流を供給する基板８から一番遠い位置の第３のレーザ１ｃに緑色レーザを配置、２つのレーザに挟まれた位置は一番放熱が不利なので第２のレーザ１ｂに青色レーザを配置、最後に第１のレーザ１ａに赤色レーザを配置すると、より光モジュール１０１の温度分布を均一にすることができる。この部品配置より、光モジュール１０１に搭載される部品間の熱膨張率の差から生じる変位ないしは変形を抑え、複数のレーザのスポット位置ずれを抑制することで、相対的な位置ずれ量を小さくでき、光モジュール全体での効率の良い冷却が可能となる。
【００４８】
図３、図４、図５は本発明に用いられる発熱素子の実施例を示す斜視図である。  
図３では、第１のレーザ１ａは、レーザの取扱いを容易、ハンドリングを向上させる第１のレーザホルダ２ａに装着されている。第１のレーザホルダ２ａには、局部加熱用の第１の加熱素子３ａが取付けられている。その際、第１の加熱素子３ａは第１のレーザホルダ２ａに貼る、ないしは第１のレーザホルダ２ａに穴を設けその中に第１の加熱素子３ａを埋め込んでも良い。また図４のように、第１のレーザ１ａへの電流供給用の基板８（フレキシブル基板等）に第１の加熱素子３ａを配し、第１のレーザホルダ２ａに接触するように基板８を取付けても良い。
【００４９】
図４中では、基板８と第１のレーザ１ａは離して示してあるが、矢印で示す方向へ基板８を相対的に移動して、基板８の穴に第１のレーザ１ａの電極を挿入し、半田付けするものとする。図３、図４では、第１の加熱素子３ａとしてチップ抵抗を含む抵抗を複数個配置しても良い。これにより、第１の加熱素子３ａの小型で低コスト化が図れる。また、複数個の第１の加熱素子３ａを配置することにより、１個の第１の加熱素子３ａを配置する場合と比較して、第１のレーザ１ａをより均一に加熱できる。
【００５０】
図５では、第１の加熱素子３ａとして、第１のレーザホルダ２ａの一部（図５で８角形の部分）に、コイル１０を巻き通電させ発熱させ、第１のレーザホルダ２ａを介して第１のレーザ１ａへの均等な加熱が可能となり、小型で低コストの第１の加熱素子３ａとすることが可能となる。
【００５１】
なお、図３〜図５では、第１のレーザ１ａに関する加熱形態を説明したが、第２のレーザ１ｂおよび第３のレーザ１ｃにおいても同様の加熱形態を用いても良い。
【００５２】
また、一部のレーザにおいてレーザ特性上、加熱が不必要な場合は、加熱が必要なレーザのみ局部的な加熱素子を設けても良く、それによって部品点数の低減と低コスト化が可能となる。
【実施例２】
【００５３】
図６は本発明に係る光モジュールの第２の実施例を示す斜視図である。図６では、光モジュール１０１の下面ないしは上面に熱伝導グリス４ないしは熱伝導シートまたは熱伝導ゲルを介してヒートスプレッダ１１を配置し、ケース１２から見て、第２のレーザ１ｂと第３のレーザ１ｃ方向にケース１２から離れる水平面にヒートスプレッダ１１を伸ばすことによって、光モジュール１０１の第２のレーザ１ｂと第３のレーザ１ｃの横に配置した冷却素子５と接続させることで光モジュール１０１を冷却できる。本配置とすると、光モジュール１０１の高さ方向に冷却素子５および冷却素子用の放熱フィン６、ファン７を配置でき、装置の薄型化が可能となる。
【００５４】
第１の加熱素子３ａ、第２の加熱素子３ｂ及び第３の加熱素子３ｃは、先述したとおり第１のレーザホルダ２ａ、第２のレーザホルダ２ｂ及び第３のレーザホルダ２ｃにそれぞれ対応させて配置するものとする。
【００５５】
ここでも上述したように、第１のレーザ１ａ、第２のレーザ１ｂおよび第３のレーザ１ｃの電流を供給する基板８（フレキシブル基板など）は、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などからの熱を伝導させる部材となる。そのため、光モジュール１０１の第１のレーザ１ａ、第２のレーザ１ｂおよび第３のレーザ１ｃから離れた位置である光モジュールのレーザ光をスクリーン１０９に投射する反対側の面に基板８を配置する。これにより、基板８からの熱流入と第１のレーザ１ａ、第２のレーザ１ｂおよび第３のレーザ１ｃの発熱を分散し、光モジュール１０１の温度分布を均一にする。よって、光モジュール１０１に搭載される部品間の熱膨張率の差から生じる変位ないしは変形を抑え、複数のレーザのスポット位置ずれを抑制することで、相対的な位置ずれ量を小さくでき、装置全体での効率の良い冷却が可能となる。
【００５６】
また、本光モジュール１０１に搭載される各レーザは、レーザの特性により消費電力として緑色レーザが一番大きく、次に赤色レーザ、一番消費電力が小さいのが青色レーザとなる。従って、レーザ光として変換されず熱となる各レーザの発熱量は、緑色レーザ＞赤色レーザ＞青色レーザの順に発熱量が高い。つまり、光モジュール１０１内のレーザの配置としては、前記レーザの電流を供給する基板８から一番遠く且つ冷却素子５に近い位置の第３のレーザ１ｃに緑色レーザを配置、次に冷却素子に近い位置の第２のレーザ１ｂに赤色レーザを配置、最後に第１のレーザ１ａに青色レーザを配置すると、より光モジュール１０１の温度分布を均一にすることができる。この部品配置によって、光モジュール１０１に搭載される部品間の熱膨張率の差から生じる変位ないしは変形を抑え、複数のレーザのスポット位置ずれを抑制することで、相対的な位置ずれ量を小さくでき、装置全体での効率の良い冷却が可能となる。
【実施例３】
【００５７】
図７は本発明に係る光モジュールの第３の実施例を示す斜視図である。  
図７では、光学特性の都合上、光学部品配置として、第１のレーザ１ａを緑色レーザ、第２のレーザ１ｂを赤色レーザ、第３のレーザ１ｃを青色レーザと配置する場合は、図６の第２の実施例と同様に、光モジュール１０１の下面ないしは上面にヒートスプレッダ１１を配し、ケース１２から見て、第２のレーザ１ｂと第３のレーザ１ｃ方向にケース１２から離れる水平面にヒートスプレッダ１１を伸ばすことによって、光モジュール１０１の第１のレーザ１ａと第２のレーザ１ｂに挟まれた横に配置した冷却素子５と接続させることで、光モジュール１０１の温度分布を均一にすることが可能となる。この部品配置によって、光モジュール１０１に搭載される部品間の熱膨張率の差から生じる変位ないしは変形を抑え、複数のレーザのスポット位置ずれを抑制することで、相対的な位置ずれ量を小さくでき、装置全体での効率の良い冷却が可能となる。
【００５８】
上記冷却素子５として、ペルチェ素子を用いた場合、電極を反転することによって加熱・冷却が可能なペルチェ素子の特徴を利用し、第１の加熱素子３ａ、第２の加熱素子３ｂおよび第３の加熱素子３ｃと同時にペルチェの電極を反転して第４の加熱素子と使用しても良いものとする。第１の加熱素子３ａ、第２の加熱素子３ｂおよび第３の加熱素子３ｃと第４の加熱素子を同時に駆動することによって、第１のレーザ１ａ、第２のレーザ１ｂおよび第３のレーザ１ｃの動作保証温度範囲内に温度上昇時間を短縮できる。
【００５９】
また、フルカラー表示をするために３つの光源を用いるのが一般的だが、アプリケーションによっては、光源を２つとする、また補助的な光源を追加して４つ以上とする場合も考えられる。そうした場合においても本発明の構成を適用することで相対スポットずれを低減できる。
【００６０】
以上のごとく本発明によれば、赤、緑、青の３色のレーザからのビーム光を、１つの合成ビーム光軸上に整列する光モジュールにおいて、自動車などに搭載するヘッドアップディスプレイなどのレーザの動作保証温度範囲より環境温度の範囲が広い場合の光モジュールおよびそれを備えた走査型画像表示装置において、レーザの動作保証温度範囲内に温度を調節する加熱・冷却装置を用いることにより、３色のビームスポット（３色のレーザ光源からのビーム光がスクリーンなどの投影対象面上に作る３つの点又は斑点）の相対位置ずれを低減することができるものである。
【００６１】
以上述べたように、例えば、赤、緑、青の３色のレーザからのビーム光を、１つの合成ビーム光軸上に整列する光モジュールにおいて、レーザの動作保証温度範囲より環境温度の範囲が広い場合、加熱・冷却装置時の温度変化による変位や変形に起因して発生する、３色のビームスポットの相対位置ずれを低減するという課題を、光モジュールを搭載したケースを介して光モジュール全体を冷却する冷却装置と、レーザを個々に加熱する加熱装置を各レーザホルダに有することにより、スクリーンなどの表示領域上でのスポット相対位置ずれを小さくできる小型の光モジュールおよびそれを備えた走査型画像表示装置を提供できる。
【００６２】
さらにまた、例えば、自動車などに搭載するヘッドアップディスプレイなどのレーザの動作保証温度範囲より環境温度の範囲が広い場合の光モジュールおよびそれを備えた走査型画像表示装置において、レーザの動作保証温度範囲内に温度を調節可能で、複数のレーザに対して、スクリーンなどの表示領域上のレーザスポットの相対位置ずれを小さくした加熱・冷却装置を有する、光モジュールを備えた走査型画像表示装置を提供できる。
【００６３】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【００６４】
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
【００６５】
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１ａ  第１のレーザ
１ｂ  第２のレーザ
１ｃ  第３のレーザ
２ａ  第１のレーザホルダ
２ｂ  第２のレーザホルダ
２ｃ  第３のレーザホルダ
３ａ  第１の加熱素子
３ｂ  第２の加熱素子
３ｃ  第３の加熱素子
４  熱伝導グリス
５  冷却素子
６  放熱フィン
７  ファン
８  基板
１１  ヒートスプレッダ
１２  ケース
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
１０９  スクリーン
１１０  偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）
１１１  １／４波長板
１１２  画角拡大素子
１１３  走査ミラー
１１４  フロントモニター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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