光源装置、投影型视频显示装置

摘要

本发明的目的在于，提供一种具有节省空间的LED冷却单元的光源装置、投影型视频显示装置。本发明的光源装置的特征在于，光源装置具有：多个LED；多个散热器，它们与LED分别热耦合，彼此隔开而串联配置；以及冷却机构，其沿散热器的配置方向朝散热器送入冷却空气流，对多个LED中发热量高的LED进行散热的散热器与其它散热器相比，设置在冷却空气流的下游侧。

权利要求

1.一种光源装置，其特征在于，该光源装置具有：多个LED；

多个散热器，它们与所述LED分别热耦合并安装，彼此隔开而串联配置；

冷却机构，其沿所述散热器的配置方向朝所述散热器送入冷却空气流；以及框体，覆盖所述散热器和所述冷却机构；

其中，所述光源装置还具有安装所述LED的外壳和固定所述外壳的可动台；

对所述多个LED中发热量高的LED进行散热的所述散热器与其它所述散热器相比，设置在所述冷却空气流的下游侧；

所述冷却机构具有位置相对于所述散热器固定的上游风扇、和固定在所述框体上的下游风扇。

2.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，所述光源装置还具有管道，该管道覆盖所述散热器，在所述风扇的方向上具有开口。

3.一种光源装置，其特征在于，该光源装置具有：由多个LED构成的LED组；

散热器组，其由与所述LED组的各LED分别热耦合，对它们进行散热的多个散热器构成；以及冷却机构，其向所述散热器组导入冷却空气流，所述LED组和所述散热器组分成多行和所述多行以外而间隔配置，所述冷却机构按照所述散热器组的每一行沿该行导入冷却空气流，对配置在所述多行以外的LED进行散热的散热器具有导热管，所述导热管将热输送到对配置在所述多行的LED进行散热的散热器的所述冷却空气流的下游侧；

其中，配置在多行以外的LED比配置在多行的LED的发热量大。

4.一种投影型视频显示装置，其特征在于，该投影型视频显示装置具有权利要求1～3中的任意一项所述的光源装置。

说明书

光源装置、投影型视频显示装置

技术领域

[0001] 本发明涉及以LED为光源的光源装置，尤其涉及降低LED的温度上升的光源装置。

背景技术

[0002] 以往，作为投影型视频显示装置的光源，广泛使用了放电灯。近年来，由于发光二极管(以下称作LED)技术的进步，LED的输出亮度上升，从而足以用作投影型视频显示装置的光源。LED的亮度特性根据其温度而变化，因此需要控制在适当的温度以下。当LED变成规定的温度以上时，会导致亮度降低，寿命也显著降低。

[0003] 但是，从各LED光源散发的发热量由于颜色而不同，难以用相同的散热器冷却不同颜色的LED。此外，为了冷却各LED，具有使用了散热器和风扇的大型冷却结构，但是为了装置的小型化，期望尽量节省空间来实现该结构。

[0004] 针对这种问题，在现有技术中存在以下技术：使多个LED与散热器接触来均匀冷却的技术、使用珀耳帖元件的技术、使用导热管等进行热传递来集中冷却的技术。例如，作为均匀冷却LED的技术，具有专利文献1，作为使用了珀耳帖元件的冷却单元，具有专利文献2、3，作为使用了散热器、风扇以及导热管的模块结构，具有专利文献4～6等。

[0005] 【专利文献1】日本特开2004-362900号公报

[0006] 【专利文献2】日本特开2008-192940号公报

[0007] 【专利文献3】日本特开2006-253274号公报

[0008] 【专利文献4】日本特开2006-059607号公报

[0009] 【专利文献5】日本特开2005-316337号公报

[0010] 【专利文献6】日本特开2004-259841号公报

[0011] 作为冷却LED的单元，存在上述各种结构的单元，但是不存在利用各LED光源的上限温度的不同来确定冷却顺序的光源装置、或者具有为了实现小型化而集中冷却多个散热器的冷却单元的光源装置。

发明内容

[0012] 本发明鉴于上述问题，其目的在于，提供一种具有节省空间的LED冷却单元的光源装置以及具有该光源装置的投影型视频显示装置。

[0013] 本发明的光源装置具有：多个LED；多个散热器，它们与LED分别热耦合，彼此隔开而串联配置；以及风扇(冷却机构)，其沿散热器的配置方向朝散热器送入冷却空气流。此外，光源装置的特征在于，对多个LED中发热量高的LED进行散热的散热器与其它散热器相比，设置在冷却空气流的下游侧。

[0014] 此外，本发明的第2光源装置具有：由多个LED构成的LED组；散热器组，其由与LED组的各LED分别热耦合，对它们进行散热的多个散热器构成；以及冷却机构，其向散热器组导入冷却空气流，LED组和散热器组分成多行和多行以外而间隔配置，冷却机构按照散热器组的每一行沿该行导入冷却空气流，对配置在多行以外的LED进行散热的散热器具有导热管。此外，光源装置的特征在于，导热管将热输送到对配置在多行的LED进行散热的散热器的冷却空气流的下游侧。

[0015] 此外，本发明的投影型视频显示装置具有本发明的光源装置。

[0016] 本发明的光源装置具有：多个LED；多个散热器，它们与LED分别热耦合，彼此隔开而串联配置；以及风扇(冷却机构)，其沿散热器的配置方向朝散热器送入冷却空气流。此外，光源装置的特征在于，对多个LED中发热量高的LED进行散热的散热器与其它散热器相比，设置在冷却空气流的下游侧。通过一组风扇进行多个LED的散热，因此成为节省空间的结构，从而有助于光源装置的小型化。

[0017] 此外，本发明的第2光源装置具有：由多个LED构成的LED组；散热器组，其由与LED组的各LED分别热耦合，对它们进行散热的多个散热器构成；以及冷却机构，其向散热器组导入冷却空气流，LED组和散热器组分成多行和多行以外而间隔配置，冷却机构按照散热器组的每一行沿该行导入冷却空气流，对配置在多行以外的LED进行散热的散热器具有导热管。此外，光源装置的特征在于，导热管将热输送到对配置在多行的LED进行散热的散热器的冷却空气流的下游侧。由此，能够通过利用LED发热量的不同集中冷却多个散热器，使冷却结构小型化，从而能够使光源装置小型化。

[0018] 此外，本发明的投影型视频显示装置具有本发明的光源装置。由此，能够使投影型视频显示装置小型化。

附图说明

[0019] 图1是实施方式1的光源装置的结构图。

[0020] 图2是实施方式1的光源装置的结构图。

[0021] 图3是将风扇设置在可动台上时的光源装置的结构图。

[0022] 图4是实施方式1的光源装置的结构图。

[0023] 图5是实施方式2的光源装置的结构图。

[0024] 标号说明

[0025] 10a、10b、10c：LED；15a、15b、15c：导热体；20a、20b、25：散热器；25a、25b：散热片；25c：受热部；25d：导热管；40、40a、40b、45、45a、45b：风扇；46：管道(duct)；50：外壳；55：活动台；60：框体。

具体实施方式

[0026] (实施方式1)

[0027] <结构>

[0028] 在图1中示出本实施方式的光源装置的结构。将该光源装置用作例如投影型视频显示装置的光源装置。光源装置具有作为光源的LED 10a、10b，安装有LED 10a、10b的外壳50，以及固定外壳50的可动台55。可动台55能够相对于XYZ各轴平移和旋转，能够通过调整可动台55来调整LED 10a、10b的位置。在LED 10a上，隔着导热脂那样的导热体15a安装有散热器20a。导热体15a用于降低接触热阻，LED 10a和散热器20a热耦合。在LED
10b上也同样隔着导热体15b安装有散热器20b，LED10b和散热器20b热耦合。

[0029] 光源装置还具有将冷却空气流导入散热器20a、20b的风扇40、45。在此，LED10b的发热量比LED 10a大，散热器20b比散热器20a温度高。因此，散热器20b与散热器20a相比配置在冷却空气流的下游侧。风扇40在散热器20a、20b的上游侧通过未图示的固定单元固定在可动台55上，风扇45在散热器20a、20b的下游侧固定在框体60上。通过风扇40产生的冷却空气流在冷却散热器20a、20b后，通过风扇45从框体60的开口部排出到框体外。风扇45安装在框体60的开口部附近，目的在于增加通过散热器20a、20b的空气流量(风扇45安装在框体60上，因此风扇45和框体60的开口部同轴连接)。冷却空气流在图1中如箭头所示。另外，在风扇40、45形成的框体60内的冷却空气流中，有的冷却空气流不通过散热器20a、20b而排出到框体60外。

[0030] 接着，考虑LED散发的热流。LED 10a的发热被传输到散热器20a，LED 10b的发热被传输到散热器20b。通过风扇40、45在散热器20a、20b中强制产生冷却空气流。通过风扇40、45产生的冷却空气流首先通过配置在上游的散热器20a进行热交换，降低LED 10a的温度。由于该热交换，通过散热器20a后的空气温度上升，但是处于比散热器20b的温度低的状态。因此，在接下来通过散热器20b时也进行热交换，从而能够降低LED 10b的温度。

[0031] 即，作为投影型视频显示装置等的光源的本实施方式的光源装置具有：多个LED10a、10b；多个散热器20a、20b，它们与LED 10a、10b分别热耦合，彼此隔开而串联配置；以及风扇40、45(冷却机构)，它们沿散热器20a、20b的配置方向朝散热器20a、20b送入冷却空气流。此外，光源装置的特征在于，对多个LED 10a、10b中发热量高的LED 10b进行散热的散热器20b与其它散热器20a相比，设置在冷却空气流的下游侧。通过一组风扇40、45进行多个LED 10a、10b的散热，因此成为节省空间的结构，有助于光源装置的小型化。

[0032] 在图1中，散热器20a、20b和风扇40、45正确地整齐排列，但是实际上会移动可动台55来调整LED 10a、10b的位置，因此如图3所示，有时散热器20a、20b和风扇45没有整齐排列。如果如图3所示，将风扇45配置在可动台55上，则风扇45的位置由于可动台55的移动而改变，因此冷却空气流的方向改变，接触框体60的开口部以外的壁面进行反射，因此没有排出到框体外从而不能维持LED的上限温度。但是，在本实施方式中，将下游侧的风扇45固定在框体60上，因此如图2所示，即使移动可动台55来调整散热器20a、20b的方向，排出的风的方向也不会改变，从而能够适当冷却LED 10a、10b。

[0033] 另外，为了即使移动可动台55，冷却空气流也能够冷却散热器20b，设定散热器20b的形状和位置，使得冷却空气流在可动台55的最大移动范围内接触散热器20b。

[0034] 此外，在图1中，将风扇40配置在散热器20a、20b的上游侧，但是不限于该配置，也可以在散热器20a、20b之间配置风扇40。

[0035] 此外，在图1中，示出了冷却发热量不同的2个LED的例子，但是即使是3个以上的多个LED，也能够通过按照LED的发热量从小到大的顺序串联配置散热器，利用一组风扇40、45冷却它们。

[0036] <变形例>

[0037] 在图4中示出本实施方式的光源装置的变形例。图4所示的光源装置除了图1的结构以外，还具有管道46，管道46覆盖散热器20a、20b的周围，在风扇40、45的方向上具有开口。管道46通过使由风扇40产生的风不漏出地进入散热器，能够更有效地进行LED10a、10b的散热。

[0038] <效果>

[0039] 根据本实施方式的光源装置，起到如下效果。即，实施方式1的光源装置具有：多个LED 10a、10b；多个散热器20a、20b，它们与LED 10a、10b分别热耦合，彼此隔开而串联配置；以及风扇40、45(冷却机构)，它们沿散热器20a、20b的配置方向朝散热器20a、20b送入冷却空气流。此外，光源装置的特征在于，对多个LED中发热量高的LED 10b进行散热的散热器20b与其它散热器20a相比，设置在冷却空气流的下游侧。通过一组风扇40、45进行多个LED 10a、10b的散热，因此成为节省空间的结构，有助于光源装置的小型化。

[0040] 此外，光源装置还具有覆盖散热器20a、20b以及冷却机构的框体60，冷却机构具有位置相对于散热器固定的上游风扇40、和固定在框体上的下游风扇45。由此，即使在移动可动台55来调整散热器20a、20b的方向的情况下，排出的风的方向也不会改变，从而能够适当冷却LED 10a、10b。

[0041] 此外，光源装置具有管道46，管道46覆盖散热器，在风扇40、45的方向上具有开口。由此，能够更有效地冷却散热器20a、20b，进行LED 10a、10b的散热。

[0042] 此外，本实施方式的投影型视频显示装置具有上述光源装置。用节省空间的结构进行光源装置的冷却，因此能够实现投影型视频显示装置的小型化。

[0043] (实施方式2)

[0044] <结构>

[0045] 在图5中示出本实施方式的光源装置的结构。用于投影型视频显示装置等的本实施方式的光源装置用2个串联冷却结构冷却3个LED。本实施方式的光源装置具有可动台55，设置在可动台55上的外壳50，以及分别安装在外壳50的3个边上的LED 10a、10b、10c。
可动台55能够相对于XYZ各轴平移和旋转，能够通过调整可动台55来调整LED 10a、10b的位置。在LED 10a上，隔着导热脂那样的导热体15a安装有散热器20a。导热体15a用于降低接触热阻，LED 10a和散热器20a热耦合。在LED 10b上也同样隔着导热体15b安装有散热器20b，LED 10b和散热器20b热耦合。

[0046] LED 10c的散热器25具有：受热部25c，其隔着导热体15c安装在LED 10c上；散热片25a，其设置在散热器20a的下游；散热片25b，其设置在散热器20b的下游；以及导热管25d，其将受热部25c的热输送到散热片25a和散热片25b。这些散热器25的构成要素全部与LED 10c热耦合。散热器20a和散热片25a是串联的冷却对象，由风扇40a、45a冷却。此外，散热器20b和散热片25b是串联的冷却对象，由风扇40b、45b冷却。另外，LED 10c比LED 10a、10b的发热量大。风扇40a、40b通过未图示的固定单元固定在可动台55上，风扇
45a、45b固定在框体60上。

[0047] 从LED 10c传递到散热器的受热部25c的热通过导热管25d传递到散热片25a、25b。

[0048] 从LED 10a传递到散热器20a的热通过由风扇40a、45a产生的冷却空气流在散热器20a中进行热交换。通过散热器20a后的冷却空气流朝向散热片25a，在散热片25a中进一步进行热交换。冷却散热器20a后的空气流温度上升，但是LED 10c的发热量比LED 10a大，散热片25a的温度比散热器20a的温度高，因此能够通过冷却散热器20a后的空气流进一步对散热片25a进行冷却。

[0049] 同样，从LED 10b传递到散热器20b的热通过由风扇40b、45b产生的风在散热器20b中进行热交换。通过散热器20b后的风朝向散热片25b，在散热片25b中进一步进行热交换。冷却散热器20b后的空气流温度上升，但是LED 10c的发热量比LED 10b大，散热片
25b的温度比散热器20b的温度高，因此能够通过冷却散热器20b后的空气流进一步对散热片25b进行冷却。

[0050] 即，本实施方式的光源装置的特征在于，光源装置具有：由多个LED 10a、10b、10c构成的LED组；散热器组，其由与LED组的各LED 10a、10b、10c分别热耦合，对它们进行散热的多个散热器构成；以及风扇40a、45a、40b、45b(冷却机构)，它们将冷却空气流导入散热器组，LED组和散热器组分成多行和多行以外而间隔配置，冷却机构按照散热器组的每一行沿该行导入冷却空气流，对配置在多行以外的LED10c进行散热的散热器具有导热管25d，导热管25d将热输送到对多行配置的LED10a、10b进行散热的散热器20a、20b中的冷却空气流的下游侧。由此，能够通过利用LED发热量的不同集中冷却多个散热器，使冷却结构小型化，从而能够使光源装置小型化。

[0051] 此外，在图5中，将风扇40a、40b分别配置在散热器20a、20b的上游侧，但是也可以配置在散热器20a、20b和散热器25之间。

[0052] 此外，在图5中，并排配置2个LED 10a、10b，将LED 10c配置在它们的下游侧，但是在LED数量更多的情况下，能够加到LED 10a的上游侧或下游侧，或者加到LED 10b的上游侧或下游侧。当然，要将发热量较小的LED配置在上游侧。如果这样配置，则能够用二组风扇40a、45a、40b、45b冷却4个以上的LED。

[0053] 此外，也可以与实施方式1的变形例同样地设置管道，管道覆盖散热器20a的周围，在风扇40a、45a的方向上具有开口。同样，也可以设置覆盖散热器20b的周围的管道。由此，能够使用由风扇40b、45b产生的冷却空气流有效地进行LED的冷却。

[0054] <效果>

[0055] 根据本实施方式的光源装置，如上所述起到如下效果。即，本实施方式的光源装置的特征在于，光源装置具有：由多个LED 10a、10b、10c构成的LED组；散热器组，其由与LED组的各LED 10a、10b、10c分别热耦合，对它们进行散热的多个散热器构成；以及风扇40a、45a、40b、45b(冷却机构)，它们将冷却空气流导入散热器组，LED组和散热器组分成多行和多行以外而间隔配置，冷却机构按照散热器组的每一行沿该行导入冷却空气流，对配置在多行以外的LED 10c进行散热的散热器具有导热管25d，导热管25d将热输送到对多行配置的LED 10a、10b进行散热的散热器20a、20b中的冷却空气流的下游侧。由此，能够通过利用LED发热量的不同集中冷却多个散热器，使冷却结构小型化，从而能够使光源装置小型化。