用于保护热源不受损害的抗震设备和方法

专利名称：用于保护热源不受损害的抗震设备和方法
技术领域：
本发明 一般地涉及用于保护热源不受损害、特别是用于彩色图像 投影系统的抗震设备和方法，在所述彩色图像投影系统中，热产生激 光器用于在远离系统的观看表面上投影二维彩色图像。
背景技术：
一般已知基于一对扫描镜来在屏幕上投影二维图像，所述一对扫 描镜在相互正交的方向上振动，以将激光束扫描在光栅图上。但是， 已知的图像投影系统使用有限的分辨率并且不以真彩色来投影图像，
所述分辨率通常小于640 x 480像素的视频图形阵列(VGA)质量的 1/4。
为了获得真彩色图像，需要由激光器发出的红色、蓝色和绿色激 光束。红色和蓝色激光器是半导体激光器，并且当被激发时产生它们 各自的激光束，并且伴随有废热的产生，所述废热通常容易散发到它 们的公共支座和周围的环境。但是，当前可以获得的绿色激光器不是 半导体激光器，而是通常为激光器模块，其具有红外线二极管泵浦 YAG晶体激光器和非线性倍频晶体，其运行产生更大量的废热，所述 废热必须积极地被传送到环境以防止过热。事实上，热电冷却器通常 用于冷却绿色激光器模块，但是所述冷却器也散发热量，必须去除这 个热量以防止冷却器过热。
在本领域中经常使用散热器来去除这样的热量。散热器直接地被 附接到热源，以便从其导热。但是，产生一个问题当热源细巧—— 即小和易碎——但是仍然产生大量的热量时，由此需要大质量的重散 热器来去除热量。硬性地附接到细巧装置(诸如上述的冷却器)的大 散热器会在掉落事件期间(例如如果所述系统被实现在手持的仪器中
并且被偶然掉落到地面)引起所迷装置的故障。冷却器会破裂，并且 附接到冷却器的激光器模块会失去光学准直，由此使得被投影的图像 变差。

发明内容
因此，本发明的一般目的是保护需要积极的热传导的热源免受震 动损害。
本发明的另一个目的是将大散热块与热源机械地去耦和隔离，同 时仍然在散热器和热源之间提供强的热传导界面。
本发明的另一个目的是减少(如果不消除)由于震动力导致的光 学不准直引起的图像变差。
另一个目的是提供一种用于不同形态因子的许多仪器(特别是手 持仪器)中的抗震彩色图像投影系统。
与这些目的和其他目的(其将在以下变得清楚) 一致，本发明的 一个特征简短而言在于用于保护热源不变损害的抗震设备和方法。所
述热源被支座支撑。具有质量的散热器被设置，其与热源具有热传导 关系，以从热源传导热量。
按照本发明，设置了用于通过在远离热源的位置将散热器紧固到
支座上而将散热器与热源机械地去耦的装置。这样的装置包括托架， 其具有安装脚，在安装脚上安装所述散热器；支脚，其连接到支座。 所述托架可调地被定位在支座上以保证在散热器和热源之间有切实的 热传导接触。但是，在设备被暴露到震动力的掉落事件的情况下，散 热器的突然减速不被直接地发送到热源，而是直接地被发送到支座， 而所述支座比热源更能够承受这样的减速力。结果，热源未被损害或 者从其位置脱离。
本发明的抗震设备在用于投影二维彩色图像的图像投影系统中 特别有益。所述系统包括多个红色、蓝色和绿色激光器，分别用于 发出红色、蓝色和绿色激光束；光学组件，用于共线地布置激光束， 以形成复合光束；扫描器，用于在与支座具有工作距离的空间中将复
合光束扫描为扫描线的图案，每条扫描线具有多个像素；以及，控制 器，用于通过激光束使得所选择的像素被照亮和变为可视，以产生彩 色图像。
在优选实施例中，所述扫描器包括一对可振荡的扫描镜，用于以 不同的扫描率和不同的扫描角度沿着一般相互正交的方向来扫描所述 复合光束。扫描率的至少一个超过声频(诸如超过18kHz)以减少噪 声。至少一个扫描镜被惯性驱动器驱动，以最小化功耗。图像分辨率 最好超过VGA质量的1/4，但是通常等于或者超过VGA质量。所述 支座、激光器、扫描器、控制器和光学组件最好占用小于30立方厘米 的体积。
所述系统可交换地被安装在不同形态因子的外壳中，其中包括但 是不限于笔状、枪状或者手电筒状的仪器、个人数字助理、垂饰、手 表、计算机，简而言之由于其紧凑和微型的大小而可为的任何形状。 被投影的图像可以用于广告或者标志目的，或者用于电视机或者计算 机监控器屏幕，简而言之用于期望显示某种内容的任何目的。
按照本发明的一个方面，至少一个激光器(诸如绿色激光器)包 括激光器模块，其具有红外线二极管泵浦YAG晶体激光器和非线性 倍频晶体，其运行产生大量的废热，所述废热必须被去除以防止过热。 热电冷却器用于冷却绿色激光器模块，但是它也产生热量，必须例如 通过如上所述的散热器来去除这个热量。
但是，机械地连接到热电冷却器(其比较而言是易碎的结构)的 大质量的散热器有可能在掉落事件中使得冷却器破裂。附接到模块的 冷却器甚至可能使得从其发出的绿色激光束与来自其他激光器的红色 和蓝色激光束不准直，由此破坏所投影的图像。
因此，通过将散热器不直接地机械连接到冷却器，而是连接到支 座，在掉落事件期间产生的任何这样的减速力将绕过冷却器和绿色激 光器模块。所述散热器与冷却器有效地机械隔离，但是仍然与其有积 极的热传导接触。
本发明的另一个特征是将一个热传导垫布置在托架的安装脚和 冷却器之间。所述垫被粘在冷却器上，并且与所述安装脚滑动地和浮 动地接触。所述垫也最好可压缩以保证所述安装脚被紧密地压到所述 垫上，并且所述塾也最好有弹性以保证来自安装脚的任何振动不被传 送到冷却器。


在所附的权利要求中具体给出了被考虑为本发明的特性的新颖 特征。但是，通过下面结合附图的具体实施例的描述，将在其构造和 其操作方法以及其另外的目的和优点上更好地理解本发明本身。
图l是在一个工作距离上投影图像的手持仪器的透视图2是安装在图1的仪器中的图像投影系统的放大的、顶视的透
视图3是图2的设备的平面顶视图4是用于图2的系统中的惯性驱动器的前透视图5是图4的惯性驱动器的后部透视图6是图2的系统的实际实现的透视图7是用于描述图2的系统的操作的电子示意方框图8是用于图6的系统的、按照本发明的抗震设备的分解的、反 转的视图；以及
图9是图8的设备的組装视图。
具体实施例方式
在图1中的附图标号10总地表示手持仪器，诸如个人数字助理， 其中，安装了如图2中所示的轻型的、紧凑的图像投影系统20，其用 于在相对于仪器10的可变距离上投影二维彩色图像。举例而言，图像 18位于相对于仪器10的某些距离的工作范围内。
如图1中所示，图像18在沿着图像的水平方向而延伸的光学水 平扫描角A上延伸，并且在沿着图像的垂直方向而延伸的光学垂直扫 描角B上延伸。如下所述，所述图像包括在由设备20中的扫描器扫
描的扫描线的光栅图上的被照亮的和未被照亮的像素。
仪器10的平行六面体形状仅仅表示其中可以实现系统20的外壳 的一种形态因子。所述仪器可以形状为笔、蜂窝电话、蛤壳(clamshell) 或者手表，如在例如下文中所示美国专利申请第10/090,653号，2002 年3月4日提交，被转让给与本申请相同的受让方，并且通过对其的 引用而被包含在此。
在优选实施例中，系统20在体积上小于大约30立方厘米。这种 紧凑的微型尺寸使得系统20可以被安装在许多不同形状(大或者小 的、便携或者固定的)的外壳中，包括具有机载显示器12、小键盘14 和窗口 16 (通过它来投影图像)的那些外壳。
参见图2和3，系统20包括半导体激光器22，其当被激发时发 出大约635-655纳米的明亮红色激光束。透镜24是具有正焦距的双非 球面的凸透镜，并且用于收集在红色光束中的实质上所有的能量，并 且用于产生受衍射限制的光束。透镜26是具有负焦距的凹透镜。可以 在图8中最佳地看到，通过在仪器10内的在支座(在图2中为了清楚 而未示出)上分离的相应透镜支架来固定透镜24、 26。透镜24、 26 在所述工作距离上将红色光束轮廓整形。
另一个半导体激光器28被安装在支座上，并且当被激发时发出 在大约430-505纳米的受衍射限制的蓝色激光束。另一个双非球面的 凸透镜30和凹透镜32用于以与透镜24、 26类似的方式来将蓝色光束 轮廓整形。
具有530纳米级的波长的绿色激光束不是被半导体激光器产生， 而是被绿色激光器模块34产生，所述绿色激光器模块34具有红外线 二极管泵浦YAG晶体激光器，其输出光束是1060纳米。在两个激光 镜之间的红外线激光腔中包括非线性倍频晶体。因为在激光腔内的红 外线激光功率比在激光腔外部耦合的功率大得多，因此倍频器对于在 激光腔中产生倍频的绿色光更有效。激光器的输出镜对于1060纳米的 红外线辐射是反射的，并且对于被倍频的530纳米绿色激光束是透射 的。因为固态激光器和倍频器的校正操作需要精确的温度控制，因此
诸如依赖于珀尔帖效应的热电冷却器200的半导体装置用于控制绿色 激光器模块的温度。热电冷却器200可以根据所施加的电流的极性来 加热或者冷却所述绿色激光器模块。热敏电阻是所述绿色激光器模块 的一部分，用于监控其温度。来自热敏电阻的读数被提供到控制器， 所述控制器因此调整到热电冷却器200的控制电流。
如下所述，所述激光器以100 MHz级的频率在运行中脉动 (pulse)。红色和蓝色半导体激光器22、 28能够以这样的高频来脉 动，但是当前可以获得的绿色固态激光器不能。结果，从绿色模块34 发出的绿色激光束随着声光调制器36而脉动，所述声光调制器36在 晶体中产生声驻波，用于衍射绿色光束。但是，调制器36产生零阶非 衍射光束38和一阶脉动衍射光束40。光束38和40彼此分叉，并且 为了将它们分离以消除不期望的零阶光束38，沿着具有折叠镜42的 长的折叠路径来将光束38和40传送。或者，可以在绿色激光器模块 的外部或者内部使用电光调制器来使得绿色激光束脉动。用于调制绿 色激光束的其他可能方式包括电吸收调制或者马赫曾德尔 (Mach-Zender)干涉计。光束38和40通过正负透镜44、 46而传送。 但是，仅仅允许被衍射的绿色光束40照射在折叠镜48上并从其反射。 非衍射的光束38被吸收器50 (其优选地被安装在镜48上)吸收。
所述系统包括一对分色滤光器52、 54，其被布置来使得绿色、蓝 色和红色光束在到达扫描组件60之前尽可能共线。滤光器52允许绿 色光束40通过其中，但是来自蓝色激光器28的蓝色光束56通过干涉 效应被反射。滤光器54允许绿色和蓝色光束40、 56通过其中，但是 来自红色激光器22的红色光束58通过干涉效应被反射。
近共线的光束40、 56、 58被引导到固定的反射镜62并被从其反 射。扫描组件60包括第一扫描镜64,其可被惯性驱动器66 (在图 4-5中分离地所示)以第一扫描率振荡，以将从反射镜62反射的激光 束在第一水平扫描角A上扫描；以及第二扫描镜68，其可以-故电磁驱 动器70以第二扫描率振荡，以将第一扫描镜64反射的激光束在第二 垂直扫描角B上扫描。在另一种形式的结构中，可以将扫描镜64、 68
替换为单个双轴镜。
惯性驱动器66是高速低电功耗的部件。可以在下文中找到惯性 驱动器的细节美国专利申请第10/387,878， 2003年3月13日提交， 被转让给与本申请相同的受让方，并且通过引用而被并入在此。惯性 驱动器的使用将扫描组件60的功耗减少到小于1瓦特，并且在投影彩 色图l象的情况下，如下所述，将其减少到小于10瓦特。
驱动器66包括可移动框架74，用于通过铰链来支撑扫描镜64， 所述铰链包括一对共线铰链部分76、 78，所述一对共线铰链部分76、 78沿着铰链轴延伸，并且被连接在扫描镜64的相对区域和框架的相 对区域之间。框架74不必围绕扫描镜64，如图所示。
所述框架、铰链部分和扫描镜被制造为一体的、大致为平面的硅 衬底，其大约有150微米(fi)厚。硅被蚀刻以形成欧米加(omega) 形状的槽，其具有上平行槽部分、下平行槽部分和U形中央槽部分。 扫描镜64最好具有椭圆形并在上述多个槽部分中自由地移动。在优选 实施例中，沿着椭圆形扫描镜的尺寸测量为749微米xl600微米。每 个铰链部分在宽度上测量为27微米，在长度上测量为1130微米。所 述框架具有矩形，其在宽度上测量为3100微米，并且在长度上测量为 4600孩丈米。
所述惯性驱动器被安装在大致为平面的印刷电路板80上，并且 用于直接地移动所述框架，以及用于通过惯性间接地使扫描镜64围绕 铰链轴振动。惯性驱动器的一个实施例包括一对压电换能器82、 84， 其与板80垂直地延伸，并且在铰链部分76的任何一侧上与框架74 的间隔的部分接触。可以使用粘合剂来保证在每个换能器的 一端和每 个框架部分之间的永久接触。每个换能器的相对端在板80的后部探 出，并且通过导线86、 88电连接到周期性的交流电压源(未示出)。
在使用中，周期信号向每个换能器施加周期的驱动信号，并且使 得相应的换能器在长度上交替地扩展和收缩。当换能器82扩展时，换 能器84收缩，反之亦然，由此同时推拉所述间隔的框架部分，并且使 得框架围绕铰链轴扭曲。驱动器电压具有对应于扫描镜的谐振频率的 频率。扫描镜从其初始的静止位置移动直到它也以所述谐振频率围绕
铰链轴振动。在一个优选实施例中，所述框架和所述扫描镜为大约150 微米厚，并且扫描镜具有高的Q因子。每个换能器在l微米级上的移 动可以引起扫描镜以超过20kHz的扫描率来振动。
另一对压电换能器90、 92与板80垂直地延伸，并且在铰链部分 80的任何一侧上与框架74的间隔的部分永久接触。换能器90、 92作 为反馈装置，用于监控框架的振荡移动，并且产生和沿着导线94、 96 向反馈控制电路(未示出)传导电反馈信号。
或者，取代使用用于反馈的压电换能器90、 92,可以使用磁反馈， 其中， 一个磁体被安装在高速镜的背面，并且使用外部线圏来拾取由 振荡的磁体产生的变化的磁场。
虽然光可以从扫描镜的外表面反射，但是期望将镜64的表面涂 敷由金、银、铝构成的镜面涂层或者专门设计的高反射电介质涂层。
电磁驱动器70包括结合地安装在第二扫描镜68之上和之后的 永久磁体；以及电磁线圏72，用于响应于接收到周期的驱动信号而产 生周期的磁场。线圏72接近所述磁体，以便周期磁场与磁体的永久磁 场磁性地交互，并且使得磁体、继而第二扫描镜68振荡。
惯性驱动器66以最好大于5 kHz (特别是在18 kHz或者更多的 级上)的扫描率高速地振荡扫描镜64。这个高扫描率在非可听声频率， 由此最小化噪声和振动。电磁驱动器70以在40 kHz级上的更低的扫 描率来振荡扫描镜68，所述扫描率足够快以使得图像驻留在人眼视网 膜上，而没有过大的闪烁。
较快的镜64扫描水平扫描线，较慢的镜68垂直地扫描水平扫描 线，由此产生光栅图，其是大致平行的扫描线的网格或者序列，由其 来构造图像。每条扫描线具有多个像素。图像分辨率最好是1024 x 768 像素的XGA质量。在有限的工作范围上，我们可以显示高清晰度的 电视标准，其,皮表示为720p， 1270 x 72(H象素。在一些应用中，VGA 质量的二分之一 320 x 480像素或者VGA质量的四分之一 320 x 240 像素就足够了。最少期望160 x 160像素的分辨率。 镜64、 68的角色可以反转，使得镜68较快，镜64较慢。镜64 也可以被设计为扫描垂直扫描线，在这种情况下，镜68扫描水平扫描 线。而且，惯性驱动器可以用于驱动镜68。事实上，可以通过机电、 电、机械、静电、磁或者电磁驱动器来驱动任何一个镜。
慢镜在恒定速度扫描模式中被操作，在此期间，显示图像。在镜 返回期间，镜以其自然频率(其相当高)被扫描回初始位置。在镜的 返回行程期间，激光器可以被断电以便减少装置的功耗。
图6是在与图2相同的透视图中的系统20的实际实现方式。上 述的部件被安装在支座上，所述支座包括顶盖100和支撑板102。支 架104、 106、 108、 110和112相互对准地分别支撑折叠镜42、 48、 滤光器52、 54和反射镜62。每个支架具有多个定位槽，用于容纳在 支座上静态安装的定位支柱。因此，正确地定位镜和滤光器。如图所 示，有三个支柱，由此允许两个角度调整和一个横向调整。每个支架 可以被粘在其最后的位置中。
通过选择性地照亮在一条或多条扫描线中的像素来构造图像。如 下参见图7更详细地所述，控制器114通过三个激光束来使得在光栅 图中的所选择的像素照亮并且变为可见。例如，红色、蓝色和绿色功 率控制器116、 118、 120分别将电流引导到红色、蓝色和绿色激光器 22、 28、 34以激发后者来分别在每个所选择的像素上发出相应的光束， 并且不将电流引导到红色、蓝色和绿色激光器以将后者去激发以不照 亮其他未选择的像素。结果产生的被照亮的和未照亮的像素的图案包 括图像，其可以是人或者机器可读的信息或者图形的任何显示。
参见图1，以放大的视图而示出了光栅图。在一个端点开始，激 光束被惯性驱动器以水平扫描率沿着水平方向扫描到相对的端点，以 形成扫描线。因此，电磁驱动器70以垂直扫描率沿着垂直方向将激光 束扫描到另一个端点以形成第二扫描线。连续扫描线的形成以相同的 方式进行。
经由功率控制器116、 118、 120的操作，通过在微处理器114或
i器而在光栅图中建立图像。所述激光器产生可视光，并且仅仅当期望看到在 期望图像中的像素时接通所述激光器。通过光束的一个或多个颜色来 确定每个像素的颜色。可以通过选择性地叠加红色、蓝色和绿色激光 的一个或多个来形成在可视光镨中的任何颜色。光栅图是由多条线中 的每条线上的多个像素构成的网格。所述图像是所选择的像素的位图。 每个字母或者数字、任何图形设计或者标志、甚至机器可读的条形码 符号可以被形成为位像。
如图7中所示，具有垂直和水平的同步数据以及像素和时钟数据 的输入的视频信号在微处理器114的控制下被发送到红色、蓝色和绿 色緩冲器122、 124和126。 一个全VGA帧的存储需要许多个千字节， 并且期望在緩冲器中具有足够的存储量来用于两个全帧，以使得一个 帧被写入，而另一个帧正在被处理和投影。被緩冲的数据在速度调节 器(speed profiler ) 130的控制下被发送到格式化器128，并且被发送 到红色、蓝色和绿色查找表(LUT) 132、 134、 136以校正由扫描引 起的固有的内部失真以及由被投影的图像的显示角度引起的几何失 真。结果产生的红色、蓝色和绿色数字信号被数模转换器(DAC)138、 140、 142转换为红色、蓝色和绿色模拟信号。所述红色和蓝色模拟信 号被馈送到红色和蓝色激光器驱动器(LD) 144、 146，红色和蓝色激 光器驱动器(LD)144、 146也连接到红色和蓝色功率控制器116、 118。 绿色模拟信号被馈送到声光模块(AOM)射频(RF)驱动器150，并 且继而被发送到绿色激光器34，所述绿色激光器34也连接到绿色LD 148和绿色功率控制器120。
在图7中也示出了反馈控件，其中包括红色、蓝色和绿色光电二 极管放大器152、 154、 156，红色、蓝色和绿色光电二极管放大器152、 154、 156连接到红色、蓝色和绿色模数(A/D)转换器158、 160、 162， 并且继而连接到微处理器114。由热敏电阻放大器164来监控热量， 所述热敏电阻放大器164连接到模数转换器166，并且继而连接到微 处理器。
扫描镜64、 68,皮驱动器168和170驱动，所述驱动器168、 170被从DAC 172、 174馈送模拟驱动信号，所述DAC 172、 174继而连 接到微处理器。反馈放大器176、 178检测扫描镜64、 68的位置，并 且连接到反馈模数转换器180、 182，并且继而连接到微处理器。
优选的是，通过将绿色激光器总是保持接通，并且通过将红色和 蓝色激光器的电流保持在刚好低于激光门限值，功率管理电路184最 小化功率，同时允许快速的接通时间。
如果扫描镜64、 68的任何一个被检测为不在适当的位置，则激 光安全关闭电路186关闭激光器。
现在转向图8，图6的设备已经被反转以提供绿色激光器模块34 及其热电冷却器200的更好视图。如上所述，由模块34产生的废热被 冷却器200冷却，并且继而，冷却器200产生热量，所述热量必须被 积极地去除以防止冷却器和模块34的过热。具有平面基座204和从基 座204突出的大量冷却翼片206的散热器202被用于这样的热量去除。 翼片206共同地具有大的散热外表面，用于有效和快速的热传导。所 述翼片也具有良好的空气动力，以便空气可以容易和迅速地流过所有 的翼片和围绕所有的翼片流动。所述散热器最好由铝构成，其与其他 的散热器材料(诸如铜)相比较在重量上较轻，并且具有较高的导热 率，例如205 W/mK，其例如比钢好四倍。
如上所述，冷却器200是较易碎的装置，其外部表面是资的，并 且当受到外部震动力(诸如在掉落事件时容易遇到的)时容易破裂， 其中在上述掉落事件发生时仪器10偶然从用户的手掉落。如果散热器 202被直接地机械附接到冷却器200以用于热传导目的，则较大质量 的散热器有可能在掉落事件发生时损害冷却器。
按照本发明，使用托架210以将散热器与冷却器机械地隔开，但 是不损害热传导。托架210包括平面的安装脚212，用于通过将紧固 器(未示出)经由螺紋穿过安装孔214进入底座204来支撑所述散热 器。可以在安装脚212和底座204之间引入热传导粘合剂。
托架210也包括平面的支脚216，其具有多个细长的安装槽218、 220、 222、 224，其中容放了对应的多个带有螺紋的紧固器226、 228、
230、 232以便以螺紋接合到在支座100中形成的孔234、 236、 238、 240中。支脚216最好与安装脚212垂直。当所述紧固器被完全经由 螺紋旋进它们的孔中(参见图9)时，支脚216位于支座100的底表 面之下，在这种情况下，安装脚212 —般与支座的侧表面平行地定位。
安装脚具有平面的接触面242，其可与冷却器200上的对应平面 表面相互平行地移动。在装配期间，并且在紧固器226、 228、 230、 232完全被旋进它们的对应孔之前，槽218、 220、 222、 224允许接触 面242向冷却器200的这样的移动。在优选实施例中，平面的、热传 导的、弹性的、填充铝的粘合垫244位于接触表面242和冷却器200 之间。粘合剂仅仅被提供在面向冷却器的垫的侧面上，以便与其粘合。 垫的另一侧没有粘合剂，但是可以(如果期望的话)被涂敷热传导的 粘合剂。接触表面242的移动继续，直到所述接触表面紧固地和均匀 地被压向垫，以保证与其的良好热接触。但是，没有直接的物理耦合， 因为接触表面242相对于所述垫自由滑动，而不论是否被涂敷热粘合 剂。当前优选的是，对于垫244使用Chomerics品牌的9亳米厚的带 子，型号T412。 一旦被完全地装配，如图9中所示，由散热器在掉落 事件发生时经历的任何突然的减速或者震动力不被传送到冷却器200 和/或激光器模块34，而是将经由托架210被传送到支座100。散热器 实质上相对于冷却器"浮动"，因为接触表面242与垫244滑动接触。 这种抗震配置可以承受在1500克减速级上的震动力，而不损害或者移 位冷却器和/或模块。
因为所述托架通常由热传导材料构成，因此，可以沿着托架向散 热器传导例如来自红色和蓝色激光器22、 28或者来自驱动器66、 70 的在支座中的任何热量。所述托架也可以与支座热绝缘。为了不使得 冷却器200负担过重，绿色激光器模块34通过热绝缘体246 (最好被 配置为垫圏)而与支座热绝缘。可以考虑托架210的其他配置，例如， 支脚216、 212不必是垂直的，而是可以被彼此具有锐角地定位。
虽然已经将本发明说明为保护冷却器和绿色激光器模块以防震 动损害，但是本发明可被应用到任何热源，其需要积极的热传导以防止过热，因此与要保护的热源相比较需要较大质量的散热器。
可以明白，如上所述的每个元件或者两个或者多个元件一起也可
以有益地应用到与如上所述的类型不同的其他类型的结构中。
虽然已经将本发明图解和描述为被体现在抗震的装置和方法中，
特别是用于彩色图像投影系统和方法中，但是其不意欲限于所示的细
节，因为可以在不以任何方式脱离本发明的精神的情况下进行各种修
改和结构改变。
不用进行进一步的分析，上述内容将完全披露本发明的要旨其 他人可以通过应用当前的知识而容易地将其适配到各种应用，而不省 略从现有技术的角度来看清楚地构成了本发明的上位或者下位方面的 必要特性的特征，因此应当并且意欲在所附的权利要求的等同内容的 含义和范围内理解这样的适配。
期望通过专利证书保护的新的技术方案在随后的权利要求中提出。
权利要求
1.一种抗震设备，用于保护热源不受损害，包括a)支座，用于支撑所述热源；b)散热器，其具有质量，与所述热源具有热传导关系，以从所述热源传导热；以及c)去耦装置，用于通过在与所述热源远离的位置将所述散热器紧固到所述支座上而将所述质量从所述热源机械地去耦，以防止震动力被从所述散热器传送到所述热源。
2. 按照权利要求1的设备，还包括热绝缘体，其位于所述热源 和所述支座之间，用于防止在所述热源和所述支座之间的热传导。
3. 按照权利要求l的设备，其中，所述热源包括激光器模块， 用于产生激光束，同时产生废热；以及热电冷却器，用于冷却所述激 光器模块，同时产生热量。
4. 按照权利要求1的设备，其中，所述去耦装置包括托架， 用于支撑所述散热器；以及接触表面，其与所述热源具有热传导关系。
5. 按照权利要求4的设备，其中，所述托架可调整地被安装在 所述支座上，以可调整地将所述接触表面与所述热源滑动接触。
6. 按照权利要求4的设备，其中，所述去耦装置包括热传导垫， 其在所述接触表面和所述热源之间。
7. 按照权利要求6的设备，其中，所述热传导垫具有用于粘合 到所述热源的粘合表面，并且可被压缩以增强在所述接触表面和所述 热源之间的热传导关系。
8. 按照权利要求4的设备，其中，所述支座具有主表面和侧表 面，其中，所述托架具有与所述支座的所述主表面平行并且被紧固到 所述支座的主表面的支脚以及在所述支座的所述侧表面上的安装脚； 并且其中，所述散热器被安装在所述安装脚上，并且具有从所述支座 的所述侧表面延伸离开的多个冷却翼片。
9. 按照权利要求8的设备，其中，所述支脚具有多个细长的槽，在所述槽中可调整地定位了对应的多个紧固器，以便可调整地将所述 托架的安装脚相对于所述支座的所述侧表面定位。
10. —种抗震设备，用于保护图像投影系统不受损害，包括a) 激光器模块，用于产生激光束，同时产生废热；b) 支座，用于支撑所述激光器模块；c) 扫描器，位于所述支座上，用于将所述激光束扫描为与所述 支座远离的扫描线的图案，每条扫描线具有多个像素；d) 控制器，用于通过所述激光束使得所选择的像素被照亮和变 为可视，以产生图像；e) 热电冷却器，其被安装在所述激光器模块上，用于冷却所述 激光器模块，并且同时产生热量；f) 散热器，其具有质量，与所述冷却器具有热传导关系，以从 其传导热；以及g) 去耦装置，用于通过在与所述冷却器和所述激光器模块远离 的位置将所述散热器紧固到所述支座上而将所述质量从所述冷却器机 械地去耦，以防止震动力被从所述散热器传送到所述冷却器和所述激 光器模块。
11. 按照权利要求10的设备，其中，所述去耦装置包括托架， 其具有其上安装了所述散热器的安装脚以及连接到所述支座的支脚；其中，所述安装脚具有与所述冷却器具有热传导关系的接触表面。
12. 按照权利要求11的设备，其中，所述去耦装置包括热传导 垫，其在所述接触表面和所述冷却器之间，并且其中，所述接触表面 与所述热传导垫滑动接触，其中，所述热传导垫被粘结到所述冷却器。
13. —种抗震方法，用于保护热源不受损害，包括步骤a) 在支座上支撑所述热源；b) 利用散热器从所述热源传导热量，其中所述散热器具有质量；以及c )通过在与所述热源远离的位置将所述散热器紧固到所述支座 上，将所述质量从所述热源机械地去耦，以防止震动力被从所述散热 器传送到所述热源。
14. 按照权利要求13的方法，其中，通过下述方式来执行所述 去耦步骤将所述散热器安装在托架上，并且将所述托架机械地连接 到所述支座。
15. 按照权利要求14的方法，其中，所述托架具有接触表面， 并且所述方法还包括步骤将所述接触表面调整为与所述热源热传导 接触。
16. 按照权利要求15的方法，还包括步骤在所述接触表面和 所述热源之间定位热传导垫。
全文摘要
一种轻型的紧凑的图像投影系统，特别适用于安装在具有光透射窗口的外壳中，用于使得在光栅图中的所选择的像素被照亮，以产生高分辨率的VGA质量的或者在颜色上更高的图像。抗震设备保护系统部件的至少一个(例如绿色激光器模块)与相关联的热电冷却器以防在掉落事件期间的震动损害，而不牺牲积极地去除由这样的系统部件产生的废热的能力。
文档编号H01S3/04GK101199089SQ200680021896
公开日2008年6月11日 申请日期2006年5月3日 优先权日2005年5月20日
发明者卡尔·维坦博格 申请人:讯宝科技公司