專利名稱：顯示設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顯示設(shè)備，其中具有代表性的是液晶顯示器或投影儀，并且更特別的涉及配備有冷卻例如發(fā)光二極管(LED)或半導(dǎo)體激光器之類的固態(tài)光源的能力的顯示設(shè)備。
背景技術(shù)：
裝有LED的投影儀是眾所周知的，其中每個LED有相應(yīng)的紅(R)、綠(G)或藍(lán)⑶。通常，LED具有亮度(照度)隨溫度上升而減少的特性。為了實現(xiàn)具有更高的亮度的投影儀，LED必須因此被冷卻，以防止亮度(照度)的下降。在專利文獻I中，描述了其中具有相應(yīng)的紅色、綠色或藍(lán)色的每個LED被冷卻的液體冷卻系統(tǒng)。在專利文獻I描述的液體冷卻系統(tǒng)中，要注意的是每種顏色的LED所生成的熱量不同，從具有更大的生成熱量的LED開始的順序進行冷卻。更具體地說，該冷卻系統(tǒng)包括泵，使從泵提供的冷卻劑通過其來循環(huán)的單一流動路徑，冷卻已在該流動路徑中流動的冷卻劑的散熱器，以及提供冷卻空氣給散熱器的風(fēng)扇。上述流動路徑被形成以便從生成最多熱量的LED開始到生成最少熱量的LED為止傳輸設(shè)置在每個紅綠藍(lán)LED中的導(dǎo)熱部件。通常，綠色LED生成的熱量最多，藍(lán)色LED生成的熱量次之，紅色LED生成的熱量最少。在上述液體冷卻系統(tǒng)中，從泵提供的冷卻劑經(jīng)過生成熱量最多的綠色LED的導(dǎo)熱部件。這里，綠色LED通過導(dǎo)熱部件與冷卻劑間的熱量交換被冷卻，但是冷卻劑的溫度也因該熱量交換而升聞。已經(jīng)經(jīng)過綠色LED的導(dǎo)熱部件的冷卻劑經(jīng)過藍(lán)色LED的導(dǎo)熱部件，接著經(jīng)過紅色LED的導(dǎo)熱部件。當(dāng)冷卻劑經(jīng)過藍(lán)色LED和紅色LED的導(dǎo)熱部件的每一個時，導(dǎo)熱部件與冷卻劑間發(fā)生熱量交換，借此藍(lán)色LED和紅色LED被冷卻，但是冷卻劑的溫度也因熱量交換而升高。已經(jīng)經(jīng)過紅色LED的導(dǎo)熱部件的冷卻劑在散熱器中被冷卻之后，被返回到泵。在專利文獻2中，描述了將冷卻生成熱量最多的光源部件的冷卻系統(tǒng)與冷卻其他光源部件的冷卻系統(tǒng)分開設(shè)置的配置。通過這種配置，冷卻生成熱量最多的光源部件的冷卻系統(tǒng)的光源部件與其他光源部件通過各自的冷卻系統(tǒng)來冷卻，由此光源部件能夠被有效地冷卻?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1:日本未經(jīng)審查的專利中請公開No. 2009-31557專利文獻2 :日本未經(jīng)審查的專利申請公開No. 2007-316626
發(fā)明內(nèi)容
盡管如此，因為專利文獻I中描述的液體冷卻系統(tǒng)中冷卻從具有最大生成熱量的LED開始的順序進行，所以以下問題會出現(xiàn)。紅色LED通常因為溫度變化比綠色LED或藍(lán)色的LED經(jīng)歷更大的亮度變化。換而言之，相比于綠色LED或藍(lán)色LED，紅色LED因為溫度變化而生成的亮度變化更劇烈。因此相對于綠色LED或藍(lán)色LED，紅色LED對于溫度變化更加敏感，并且紅色LED的溫度控制因此最為重要。在專利文獻I描述的液體冷卻系統(tǒng)中，冷卻劑在通過綠色LED和藍(lán)色LED的每一個的導(dǎo)熱部件中后通過紅色LED的導(dǎo)熱部件。當(dāng)通過綠色LED和藍(lán)色LED的每一個的導(dǎo)熱部件時冷卻劑因為熱量交換溫度上升，由此溫度已經(jīng)上升的冷卻劑被提供給紅色LED的導(dǎo)熱部件。因為很難由溫度已經(jīng)上升的冷卻劑獲得充分的冷卻效果，所以相比于其他顏色的LED,紅色LED的溫度上升并且紅色LED的亮度大幅下降。因此，每個顏色的LED的亮度平衡改變了，來自每個顏色的LED的每個顏色的光組合而生成的白色光的顏色(白平衡)也改變了。為了防止紅色LED的溫度上升，紅色LED的驅(qū)動電流必須受到限制。因此，紅色LED不能用于高亮度場合。在專利文獻2描述的冷卻系統(tǒng)中，生成大量熱量的光源部件與諸如紅色LED的其他光源部件被各自獨立的系統(tǒng)冷卻，由此紅色LED能被充分冷卻。然而在這種情況下，諸如泵和散熱器的組件必須被提供給每一個冷卻系統(tǒng)，液體冷卻系統(tǒng)的成本也就相應(yīng)上升了。如上所述的每個固態(tài)光源的溫度上升帶來的每個固態(tài)光源的亮度下降因此造成一個問題。因此要尋找一種能獲得最佳白平衡并且解決對溫度上升敏感的固態(tài)光源不能充分冷卻的問題以及上述系統(tǒng)成本上升的問題的顯示設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的一個方面的顯示設(shè)備設(shè)置有多個固態(tài)光源和冷卻劑循環(huán)裝置，該冷卻劑循環(huán)裝置配備有被形成以通過多個固態(tài)光源中的每一個并且冷卻劑在其中循環(huán)的流動路徑。多個固態(tài)光源中的每一個具有亮度響應(yīng)于溫度變化而變化的特性。流動路徑被形成以便冷卻劑根據(jù)此特性以從具有較大程度的亮度變化的固態(tài)光源開始的順序通過多個固態(tài)光源。


圖1是示出與作為本發(fā)明的第一示例性實施例的顯示設(shè)備的冷卻系統(tǒng)相關(guān)的配置的框圖。圖2是示出與作為本發(fā)明的第二示例性實施例的顯示設(shè)備的冷卻系統(tǒng)相關(guān)的配置的框圖。圖3是示出了比較系統(tǒng)的示例的框圖。圖4是示出了比較系統(tǒng)的另一個示例的框圖。圖5是示出了紅色固態(tài)光源的節(jié)的溫度和流動速率之間的關(guān)系的特性圖，并且是將圖2示出的顯示設(shè)備以及圖3和4示出的比較系統(tǒng)相比較的結(jié)果。圖6是示出了綠色固態(tài)光源的結(jié)的溫度和流動速率之間的關(guān)系的特性圖，并且是將圖2中示出的顯示設(shè)備與圖3和圖4中示出的比較系統(tǒng)相比較的結(jié)果。圖7是示出了藍(lán)色固態(tài)光源的結(jié)的溫度和流動速率之間的關(guān)系的特性圖，并且是將圖2中示出的顯示設(shè)備與圖3和圖4中示出的比較系統(tǒng)相比較的結(jié)果。
圖8是示出了作為本發(fā)明示例性實施例的投影儀的內(nèi)部構(gòu)造的一部分的透視圖。圖9是示出了圖8中示出的投影儀的光源單元的示例的分解透視圖。圖10是示出了圖8中示出的投影儀的液體冷卻系統(tǒng)中冷卻劑的流動的示意圖。參考標(biāo)號說明100冷卻劑循環(huán)裝置IOOa流動路徑101-103 固態(tài)光源
具體實施例方式接下來參照附圖描述本發(fā)明的示例性實施例。圖1是示出了與本發(fā)明的第一示例性實施例的顯示設(shè)備的冷卻系統(tǒng)相關(guān)的配置的框圖。參照圖1，顯示設(shè)備是以液晶顯示器為代表的圖像顯示設(shè)備或投影儀，并且包括發(fā)射的光顏色不同的固態(tài)光源101-103和冷卻劑循環(huán)裝置100，所述冷卻劑循環(huán)裝置100配備了被形成以通過每個固態(tài)光源101-103并且冷卻劑(液體)在其中循環(huán)的流動路徑100a。除了與冷卻系統(tǒng)相關(guān)的構(gòu)造，此配置和現(xiàn)有的配置相同，因此在圖1中省略了這些構(gòu)造。固態(tài)光源101-103是LED或半導(dǎo)體激光器，具有亮度根據(jù)溫度變化而變化的特性，該特性中的亮度變化(特性圖中的傾斜度)的程度對于每個發(fā)射的顏色而言不同。亮度變化的程度是亮度在例如使用溫度的范圍(規(guī)定的溫度范圍)內(nèi)相對于溫度變化的改變程度。在固態(tài)光源101-103中，固態(tài)光源101具有最大程度的亮度變化，固態(tài)光源102具有第二大程度的亮度變化，固態(tài)光源103具有最小程度的亮度變化。冷卻劑循環(huán)裝置100包括向流動路徑IOOa提供冷卻劑的泵，冷卻已經(jīng)流過流動路徑IOOa的冷卻劑的散熱器，以及向散熱器提供冷卻空氣的風(fēng)扇。流動路徑IOOa可由具有彈性的管組成。在冷卻劑循環(huán)裝置100中，已經(jīng)被散熱器冷卻的冷卻劑按從由于溫度變化而亮度變化程度最大的光源開始的順序，即按照固態(tài)光源101、固態(tài)光源102和固態(tài)光源103的順序被提供給光源。冷卻劑實現(xiàn)的冷卻效果隨著冷卻劑溫度的降低而升高。通過冷卻劑循環(huán)裝置100，亮度變化程度比其他固態(tài)光源大的固態(tài)光源被溫度更低的冷卻劑冷卻。換而言之，對溫度變化最敏感的固態(tài)光源的冷卻效果更好。因此，固態(tài)光源101-103的溫度變化帶來的亮度變化整體上被抑制，這樣固態(tài)光源101-103的亮度平衡(照明平衡)得以保持，并且可以在聞売度下提供最優(yōu)白平衡。根據(jù)冷卻劑循環(huán)裝置100，不需要在如專利文獻2中描述的設(shè)備中使用兩套泵、散熱器和風(fēng)扇，因此能夠?qū)崿F(xiàn)比專利文獻2中描述的設(shè)備更低的成本。在本示例性實施例的顯示設(shè)備中，固態(tài)光源101、102和103分別對應(yīng)于紅色LED、綠色LED和藍(lán)色LED。冷卻劑按照從亮度的變化程度最大的固態(tài)光源開始的順序，即紅色LED、綠色LED和藍(lán)色LED的順序被提供。對于生成的熱量的多少，假定前提條件是綠色LED超過藍(lán)色LED，并且藍(lán)色LED超過紅色LED。當(dāng)LED相繼被冷卻劑冷卻時，流動路徑形成，以使得冷卻劑首先通過生成大量熱量的LED。然而，本示例性實施例的顯示設(shè)備不是采用冷卻順序基于生成的熱量多少的冷卻方法，而是集中于具有更高的亮度變化程度的LED對溫度更敏感這一點，因此采用冷卻順序基于亮度變化程度的新穎的冷卻方法。此外,綠色LED所生成的熱量大于藍(lán)色LED生成的熱量。在本示例性實施例中，通過讓冷卻劑在通過藍(lán)色LED之前通過生成的熱量更多的綠色LED，可以提供更有效的冷卻效果。在本示例性實施例的顯示設(shè)備中的冷卻劑循環(huán)裝置100可以進一步包括多個并列設(shè)置的散熱器和附接到每個散熱器的風(fēng)扇，其中通過流動路徑IOOa循環(huán)的冷卻劑被分流并提供給這些散熱器。相比于每個散熱器的串聯(lián)布置的配置，散熱器的并聯(lián)布置可以減少通過每個散熱器的冷卻劑的流動速度。在每個散熱器串聯(lián)設(shè)置的配置中，流入后級布置的散熱器的媒質(zhì)溫度被降低，由此后級散熱器中媒質(zhì)的冷卻效果不高。冷卻空氣實現(xiàn)的冷卻效果隨著冷卻劑和冷卻空氣間的溫差增加或隨著冷卻劑的流動速率降低而增加。因此，采用散熱器并聯(lián)配置能提高冷卻空氣的冷卻效果并且能提供具有更低溫度的冷卻劑。第二示例性實施例圖2是與作為本發(fā)明的第二示例性實施例的顯示設(shè)備的冷卻系統(tǒng)相關(guān)的配置的框圖。參照圖2所示，顯示設(shè)備包括冷卻劑(液體)在其中循環(huán)的流動路徑200，第一和第二固態(tài)光源201R，第一到第三固態(tài)光源201G，固態(tài)光源201B，泵202，兩個散熱器203a和203b，兩個風(fēng)扇204a和204b，以及儲備箱205。第一和第二固態(tài)光源201R提供紅色光。第一到第三固態(tài)光源201G提供綠色光。固態(tài)光源201B提供藍(lán)色光。諸如LED或半導(dǎo)體激光器的光源能被用作這些固態(tài)光源201R，固態(tài)光源201G和固態(tài)光源201B。泵202設(shè)有冷卻劑從中流出的流出端口和冷卻劑流入其中的流入端口，流出端口被鏈接到流動路徑200的一端，流入端口被鏈接到流動路徑200的另一端。從泵202的流出端口流出的冷卻劑經(jīng)過流動路徑200返回泵202的流入端口(冷卻劑循環(huán))。流動路徑200形成以經(jīng)過兩個散熱器203a和203b中的每一個、儲備箱205、第一和第二固態(tài)光源201R、第一到第三固態(tài)光源201G以及固態(tài)光源201B。散熱器203a和203b是并聯(lián)設(shè)置的。流動路徑200的經(jīng)過散熱器203a和203b的流動路徑部分是由兩條并聯(lián)設(shè)置的分支流動路徑200c和200d組成的，散熱器203a被設(shè)置在分支流動路徑200c側(cè)，并且散熱器203b被設(shè)置在分支流動路徑200d側(cè)。風(fēng)扇204a為散熱器203a提供冷卻空氣。在散熱器203a中，在分支流動路徑200c內(nèi)流動的冷卻劑被來自風(fēng)扇204a的冷卻空氣冷卻。風(fēng)扇204b為散熱器203b提供冷卻空氣。在散熱器203b中，在分支流動路徑200d內(nèi)流動的冷卻劑被來自風(fēng)扇204b的冷卻空氣冷卻。儲備箱205設(shè)置在已經(jīng)經(jīng)過散熱器203a和203b的冷卻劑的匯合處之后的流動路徑部分中。冷卻劑暫時累積在儲備箱205。第一和第二固態(tài)光源201R是并聯(lián)設(shè)置的。流動路徑200的經(jīng)過每個固態(tài)光源201R的流動路徑部分是由兩條并聯(lián)設(shè)置的分支流動路徑200a和200b組成的，第一固態(tài)光源201R被設(shè)置在分支流動路徑200a側(cè)，并且第二固態(tài)光源201R被設(shè)置在分支流動路徑200b 側(cè)。第一到第三固態(tài)光源201G和固態(tài)光源201B被串聯(lián)設(shè)置在跟隨在已經(jīng)經(jīng)過第一和第二固態(tài)光源201R的冷卻劑的匯合處之后的流動路徑部分上。冷卻劑按順序通過第一固態(tài)光源201G、第二固態(tài)光源201G、第三固態(tài)光源201G以及固態(tài)光源201B。經(jīng)過固態(tài)光源20IB的冷卻劑被提供給泵202的流入端口。流動路徑200，泵202，散熱器203a和203b，風(fēng)扇204a和204b，以及儲備箱205對應(yīng)于圖1所示的冷卻劑循環(huán)裝置100。在本示例性實施例的顯示設(shè)備中的固態(tài)光源20IR、20IG和20IB中，固態(tài)光源20IR亮度變化程度最大，接著是亮度變化程度小一些的固態(tài)光源201G。固態(tài)光源201B的亮度變
化量最小。被散熱器203a和203b冷卻的冷卻劑首先流經(jīng)儲備箱205，接著經(jīng)過其中設(shè)置了由于溫度變化而亮度變化的程度最高的第一和第二固態(tài)光源201R的分支流動路徑200a和200b。通過這種方式，更大的冷卻效果能夠被提供給第一和第二固態(tài)光源201R。另外，為每個固態(tài)光源201R并行提供冷卻劑獲得如下文描述的效果。流經(jīng)分支流動路徑200a和200b的冷卻劑的溫度大體上是相同的，因此對每個固態(tài)光源201R的冷卻效果大體上也是相同的，由此每個固態(tài)光源201R就能大體上保持同樣的溫度。因此，每個固態(tài)光源201R的亮度(光量)大體上是相同的。在本示例性實施例的顯示設(shè)備中，固態(tài)光源20IG生成的熱量多于固態(tài)光源201B。讓冷卻劑在流經(jīng)固態(tài)光源201B之前先流經(jīng)比固態(tài)光源201B生成更多熱量的固態(tài)光源201G能實現(xiàn)更高效的冷卻效果。在本示例性實施例的顯示設(shè)備中，散熱器203a和203b是進一步并聯(lián)設(shè)置的。采用散熱器203a和203b的該并聯(lián)結(jié)構(gòu)使得流經(jīng)每個散熱器203a和203b的冷卻劑相比于兩個散熱器串聯(lián)設(shè)置的結(jié)構(gòu)以更低的速度流動。因此，由散熱器203a和203b中的每一個的冷卻空氣實現(xiàn)的冷卻效果提高，由此能夠提供更好的冷卻效果。接下來將基于與具有圖3和圖4種示出的配置的比較示例進行比較來更詳細(xì)地描述上述第二示例性實施例的顯示設(shè)備的效果。圖3是示出了與第一比較系統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)相關(guān)的配置的框圖，圖4是示出了與第二比較系統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)相關(guān)的配置的框圖。參照圖3，第一比較系統(tǒng)包括循環(huán)冷卻劑(液體)的流動路徑200，第一和第二固態(tài)光源201R，第一至第三固態(tài)光源201G，固態(tài)光源201B，泵202，兩個散熱器203a和203b，兩個風(fēng)扇204a和204b，以及儲備箱205。除了流動路徑200的路線對于固態(tài)光源201R、固態(tài)光源201G以及固態(tài)光源201B不同之外，第一比較系統(tǒng)與第二示例性實施例的配置相同。流動路徑200具有并聯(lián)設(shè)置的分支流動路徑200a和200b，第一固態(tài)光源20IR、第一固態(tài)光源20IG以及第二固態(tài)光源20IG按該順序串聯(lián)設(shè)置在分支流動路徑200a側(cè)，第二固態(tài)光源201R、第三固態(tài)光源201G以及固態(tài)光源201B按該順序串聯(lián)在分支流動路徑200b側(cè)。被散熱器203a和203b冷卻的冷卻劑首先經(jīng)由儲備箱205通過由溫度變化造成的亮度變化的程度最大的第一和第二固態(tài)光源201R，這樣最好的冷卻效果就給予了第一和第二固態(tài)光源201R。此外，為每個固態(tài)光源201R并列提供冷卻劑能讓每個固態(tài)光源201R像上述第二示例性實施例中那樣維持在大體上相同的溫度。除了第一和第二固態(tài)光源201R、第一至第三固態(tài)光源201G和固態(tài)光源201B被串聯(lián)設(shè)置在流動路徑200上之外，圖4中示出的第二比較系統(tǒng)與第二示例性實施例以及第一比較系統(tǒng)相同。圖5示出了流動速率和與固態(tài)光源201R相關(guān)的結(jié)(pn結(jié))的溫度的之間的關(guān)系，并且是將圖2中示出的顯示設(shè)備與圖3和圖4中示出的比較系統(tǒng)中的每一個進行比較的結(jié)果。流動速率是在儲備箱205和固態(tài)光源201R之間的流動路徑處測量的值。圖5中，白色方塊和虛線(Rl，R2)表示的結(jié)果對應(yīng)于圖3中的第一和第二固態(tài)光源201R。白圈和單點劃線(Rl)表示的結(jié)果對應(yīng)于圖4中的第一固態(tài)光源201R，黑圈和單點劃線(R2)表示的結(jié)果對應(yīng)于圖4中的第二固態(tài)光源201R。白色三角形和實線(Rl，R2)表不的結(jié)果對應(yīng)于圖2中的第一和第二固態(tài)光源201R。從圖5可以看出，在第二比較系統(tǒng)中，盡管第一固態(tài)光源201R的溫度能被抑制在較低的水平，但是第二固態(tài)光源201R的溫度卻變高。與此相反，根據(jù)第二示例性實施例，第一和第二固態(tài)光源201R都保持在相同的溫度,并且可以使第一和第二固態(tài)光源201R的溫度比第二比較系統(tǒng)中的第二固態(tài)光源201R的溫度低。圖6示出了流動速率和與固態(tài)光源201G的結(jié)(pn結(jié))相關(guān)的溫度的關(guān)系，并且是將圖2中示出的顯示設(shè)備與圖3和圖4中示出的比較系統(tǒng)中的每一個進行比較的結(jié)果。流動速率是在儲備箱205和固態(tài)光源201R之間的流動路徑處測量的值。在圖6中，白色方塊和虛線(Gl，G2)表示的結(jié)果對應(yīng)于圖3中的第一和第二固態(tài)光源201G。黑色方塊和虛線(G3)表示的結(jié)果對應(yīng)于圖3中的第三固態(tài)光源201G。白圈和單點劃線(Gl)表示的結(jié)果對應(yīng)于圖4中的第一固態(tài)光源201G，黑圈和單點劃線(G2)表示的結(jié)果對應(yīng)于圖4中的第二固態(tài)光源201G，以及灰圈和單點劃線(G3)表示的結(jié)果對應(yīng)于圖4中的第三固態(tài)光源201G。白色三角形和實線(Gl)表示的結(jié)果對應(yīng)于圖2中的第一固態(tài)光源201G，黑色三角形和實線(G2)表示的結(jié)果對應(yīng)于圖2中的第二固態(tài)光源201G，以及灰色三角形和實線(G3)表示的結(jié)果對應(yīng)于圖2中的第三固態(tài)光源201G。從圖6能夠看出，根據(jù)第二示例性實施例(圖2)的配置，第一至第三固態(tài)光源201G的溫度都低于第一比較系統(tǒng)(圖3)和第二比較系統(tǒng)(圖4)中的第一至第三固態(tài)光源20IG的溫度。圖7示出了流動速率和與固態(tài)光源201B的結(jié)(pn結(jié))相關(guān)的溫度之間的關(guān)系，并且是將圖2中示出的顯示設(shè)備與圖3和圖4中示出的比較系統(tǒng)進行比較的結(jié)果。流動速率是在儲備箱205和固態(tài)光源201R之間的流動路徑處測量的值。圖7中，白色方塊和虛線表示的結(jié)果對應(yīng)于圖3中的固態(tài)光源201B。白圈和單點劃線表示的結(jié)果對應(yīng)于圖4中的固態(tài)光源201B。白色三角形和實線表示的結(jié)果對應(yīng)于圖2中的固態(tài)光源201B。從圖7能夠看出，根據(jù)第二示例性實施例(圖2)的配置，固態(tài)光源201B的溫度略低于第一比較系統(tǒng)(圖3)和第二比較系統(tǒng)(圖4)中固態(tài)光源201B的溫度。
接下來描述應(yīng)用本發(fā)明的顯示設(shè)備的冷卻系統(tǒng)的投影儀的配置。圖8是示出作為本發(fā)明示例性實施例的投影儀的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一部分的透視圖。在圖8中，為了不出內(nèi)部結(jié)構(gòu)，已省略了對外殼的描述。根據(jù)本示例性實施例的投影儀包括圖像形成單元1、安裝在圖像形成單元I外圍的三個發(fā)光二極管(LED)光源單元2、投影在圖像形成單元I中形成的圖像的投影透鏡3以及液體冷卻系統(tǒng)4。三個LED光源單元2包括生成紅色光的紅色光源單元2R，生成綠色光的綠色光源單元2G，以及生成藍(lán)色光的藍(lán)色光源單元2B。如圖9所示，每個光源單元2包括至少一對支架11 (每個支架上安裝有LED10)、用于將LEDlO的溫度維持在預(yù)定溫度或預(yù)定溫度以下的冷卻機構(gòu)12和聚焦透鏡13。包括支架11、冷卻機構(gòu)12和聚焦透鏡13的每個光源單元2的組成元件都被裝在盒體14中并被統(tǒng)一。另外，每個光源單元2的一對支架11彼此相對地設(shè)置，從安裝在相應(yīng)支架11上的每個LEDlO發(fā)射的光被聚焦透鏡13聚焦，并照射到圖像形成單元I (圖8)。再次參照圖8，圖像形成單元I至少包括交叉二色(cross dichroic)棱鏡和布置在棱鏡周圍的三個液晶面板。為每個光源單元準(zhǔn)備三個液晶面板。每個液晶面板基于圖像信號來調(diào)制從每個光源單元2發(fā)射的光。換句話說，從紅色光源單元2R發(fā)射的光(紅色光)照射到用于紅色的液晶面板并被調(diào)制。從綠色光源單元2G發(fā)射的光(綠色光)照射到用于綠色的液晶面板并被調(diào)制。從藍(lán)色光源單元2B發(fā)射的光(藍(lán)色光)照射到用于藍(lán)色的液晶面板并被調(diào)制。已由各液晶面板調(diào)制的光隨后被交叉二色棱鏡組合并經(jīng)由投影透鏡3投影到例如屏幕上。接下來描述液體冷卻系統(tǒng)。液體冷卻系統(tǒng)4包括經(jīng)過光源單元2R、2G、2B的流動路徑20。在流動路徑20上至少安裝有泵21、儲備箱22、散熱器23和為散熱器23提供冷卻空氣的風(fēng)扇24。液體冷卻系統(tǒng)4進一步設(shè)置有兩個散熱器(第一散熱器23a和第二散熱器23b)和分別為相應(yīng)散熱器23a或23b提供冷卻空氣的兩個風(fēng)扇(第一風(fēng)扇24a和第二風(fēng)扇24b)。流動路徑20由柔性管制成。圖10給出了液體冷卻系統(tǒng)4中冷卻劑的流動的示意圖。圖10中的箭頭指示液體冷卻系統(tǒng)4內(nèi)冷卻劑的流動。盡管圖10中的箭頭指示冷卻劑的主要流動，但它們和實際的流動路徑設(shè)計并不完全匹配。 從泵21發(fā)出的冷卻劑在散熱器23之前分流并分別被導(dǎo)向第一散熱器23a和第二散熱器23b中的每一個。流入散熱器23a和23b中的每一個的冷卻劑通過熱交換被冷卻。從第一散熱器23a和第二散熱器23b發(fā)出的冷卻劑流到一起并進入儲備箱22。從儲備箱22流出的冷卻劑流入紅色光源單元2R并冷卻該光源單元2R中的LED。冷卻劑接下來流經(jīng)綠色光源單元2G和藍(lán)色光源單元2B，并返回泵21。流入綠色光源單元2G和藍(lán)色光源單元2B的冷卻劑冷卻了位于光源單元2G和2B中的每一個中的LED。換句話說，當(dāng)以泵21作為原點時，冷卻劑按照泵21、散熱器23、儲備箱22、紅色光源單元2R、綠色光源單元2G、藍(lán)色光源單元2B，然后返回泵21的順序進行循環(huán)。因為冷卻劑遵循以上的循環(huán)路徑，所以冷卻劑的溫度在剛剛流出散熱器23后是最低的，冷卻劑的溫度隨著它逐個經(jīng)過每個光源單元2R、2G、2B中的每一個而逐漸升高。
在這里，紅色光源單元2R中包含的紅色LED生成的熱量少于其他光源單元2G和2B中包含的綠色LED和藍(lán)色LED生成的熱量。然而，紅色LED比綠色LED或藍(lán)色LED對于溫度變化更加敏感。換句話說，紅色LED的溫度特性的變化比綠色LED或藍(lán)色LED的溫度特性的變化更加劇烈。因此，控制紅色LED的溫度最為重要。于是，采用了以上描述的流動路徑設(shè)計。換句話說，采用了已經(jīng)在散熱器23中冷卻的冷卻劑首先被提供給紅色光源單元2R的流動路徑設(shè)計。每個光源單元2中包含一對LED10。除了控制溫度外，兩個LEDlO的溫差最好也很小。更具體的說，在紅色光源單元2R中包括的一對紅色LEDlO的溫差最好保持為盡可能接近零。因此，紅色光源單元2R與其他光源單元2G和2B中采用不同的流動路徑設(shè)計。具體來說，紅色光源單元2R設(shè)置并聯(lián)的流動路徑，而綠色光源單元2G和藍(lán)色光源單元2B設(shè)置串聯(lián)的流動路徑。如圖9所示，在每個光源單元2的盒體14內(nèi)彼此相對地設(shè)置一對支架11，LEDlO被安裝在每個支架11的表面上。此外，散熱元件(在本實施例中是Peltier(珀爾貼)元件15)被布置成緊貼紅色光源單元2R的每個支架11的背面。此外，冷卻盤(cold plate) 16被布置成緊貼珀爾貼元件15的背面。盡管盒體14中包含兩組支架11、珀爾貼元件15和冷卻盤16，但圖9僅僅示出了一組的構(gòu)造。然而，這兩組具有相同的構(gòu)造。冷卻劑經(jīng)過流入端口流入冷卻盤16并從流出端口流出冷卻盤16。換句話說，借助冷卻盤16，冷卻劑和珀爾貼元件15之間發(fā)生熱交換。也就是說，借助冷卻盤16和珀爾貼元件15，冷卻劑和LEDlO之間發(fā)生熱交換。回到關(guān)于光源單元的流動路徑設(shè)計之間的差異的描述，流入具有上述構(gòu)造的紅色光源單元2R的冷卻劑被分流并提供給兩個冷卻盤16中的每一個。另一方面，流入綠色光源單元2G和藍(lán)色光源單元2B的冷卻劑被相繼提供給兩個冷卻盤16而不被分流。因此，紅色光源單元2R中包含的兩個紅色LEDlO被具有相同溫度的冷卻劑冷卻。如上言所述，溫度已達(dá)到其最低狀態(tài)的冷卻劑被提供給紅色光源單元2R。換句話說，紅色光源單元2R中包含的兩個紅色LEDlO被具有最低溫度且具有相同溫度的冷卻劑統(tǒng)一冷卻。結(jié)果，兩個紅色LEDlO的溫度被維持在預(yù)定溫度或低于預(yù)定溫度，而且，兩個紅色LEDlO的溫差被保持為盡可能接近于零。具有串聯(lián)的流動路徑的綠色光源單元2G和藍(lán)色光源單元2B中的每一個中包括的兩個LEDlO被各自具有不同溫度的冷卻劑冷卻。更具體的說，后級LEDlO被溫度已因與前級LEDlO的熱交換而提升的冷卻劑冷卻。再更具體的說，流入綠色光源單元2G的冷卻劑在已流入前級冷卻盤16以冷卻前級綠色LEDlO之后才流入后級冷卻盤16以冷卻后級綠色LEDlO0類似地，流入藍(lán)色光源單元的冷卻劑在已流入前級冷卻盤16以冷卻前級LEDlO之后才流入后級冷卻盤16以冷卻后級藍(lán)色LED10。然而，綠色LEDlO和藍(lán)色LEDlO因溫度變化而造成的亮度變化小于紅色LED10。因此，綠色光源單元2G中的兩個綠色LEDlO間的一定量的溫度差是允計的。類似地，藍(lán)色光源單元2B中的兩個藍(lán)色LEDlO間的一定量的溫度差是允許的。通過上文所述的本發(fā)明的顯示設(shè)備的冷卻系統(tǒng)，具有較大程度的亮度變化的固態(tài)光源(因為溫度增加而經(jīng)歷較大亮度下降的固態(tài)光源)被具有較低溫度的冷卻劑冷卻。換句話說，對溫度變化敏感的固態(tài)光源享有更高的冷卻效果。因此，每個固態(tài)光源中由于溫度增加而導(dǎo)致的亮度降低整體上被抑制，借此每個固態(tài)光源的亮度平衡(照明平衡)得以保持，從而可以提供一個具有最佳白平衡的高亮度的顯示設(shè)備。盡管已經(jīng)參照示例性實施例在上言中描述了本發(fā)明，但本發(fā)明并不局限于上述示例性實施例。本發(fā)明的配置和操作在不脫離對與本領(lǐng)域普通技術(shù)人員是清楚的本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)對于各種修改都是開放的。本申請要求基于2010年5月31日提交申請的日本專利申請No. 2010-125109的優(yōu)先權(quán)的權(quán)益，并通過引用來包含該申請的全部公開?？赡艿墓I(yè)實用性本發(fā)明通?？杀挥糜谘b有一個光源或發(fā)出不同顏色光的多個光源的顯示設(shè)備上，更具體的來說，可被應(yīng)用于使用諸如液晶面板或DMD的光調(diào)制裝置的顯示設(shè)備或投影儀上。
權(quán)利要求
1.一種配備有多個固態(tài)光源的顯示設(shè)備，包括 冷卻劑循環(huán)裝置，設(shè)有被形成以通過所述多個固態(tài)光源中的每一個的流動路徑，并通過所述流動路徑循環(huán)冷卻劑； 其中 所述多個固態(tài)光源的每一個具有亮度根據(jù)溫度變化而改變的特性；并且所述流動路徑被形成以使得所述冷卻劑根據(jù)所述特性首先經(jīng)過所述多個固態(tài)光源中具有較大程度的亮度變化的固態(tài)光源。
2.如權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，其中 所述多個固態(tài)光源包括發(fā)射第一顏色的光的多個第一固態(tài)光源，這些第一固態(tài)光源的所述亮度變化的程度比其他固態(tài)光源大；以及 所述流動路徑包括多個并列設(shè)置的分支流動路徑，每一個分支流動路徑分別經(jīng)過所述多個第一固態(tài)光源之一。
3.如權(quán)利要求2所述的顯示設(shè)備，其中所述其他固態(tài)光源被串聯(lián)設(shè)置在跟隨所述多個分支流動路徑的匯流點的流動路徑上。
4.如權(quán)利要求2或3所述的顯示設(shè)備，其中 所述其他固態(tài)光源包括 發(fā)射與所述第一顏色不同的第二顏色的光的多個第二固態(tài)光源；以及至少一個發(fā)射與所述第一顏色和第二顏色均不同的第三顏色的光的第三固態(tài)光源；所述多個第二固態(tài)光源的所述亮度變化的程度大于所述第三固態(tài)光源；以及跟隨所述多個分支流動路徑的匯合點的流動路徑被形成，使得所述冷卻劑在經(jīng)過所述第三固態(tài)光源之前經(jīng)過所述多個第二固態(tài)光源。
5.如權(quán)利要求4所述的顯示設(shè)備，其中，所述多個第一固態(tài)光源由兩個發(fā)射紅色光的紅色LED組成，所述多個第二固態(tài)光源由三個發(fā)射綠色光的綠色LED組成，所述第三固態(tài)光源由一個發(fā)射藍(lán)色光的藍(lán)色LED組成。
6.如權(quán)利要求1至權(quán)利要求5中任一項所述的顯示設(shè)備，其中 所述冷卻劑循環(huán)裝置包括 多個并聯(lián)設(shè)置的散熱器；以及 各自為所述多個散熱器中的相應(yīng)散熱器提供冷卻空氣的多個風(fēng)扇；并且 其中通過所述流動路徑循環(huán)的所述冷卻劑被分流并被提供給所述多個散熱器中的每一個。
全文摘要
提供了一種設(shè)有多個固態(tài)光源(101-103)和冷卻劑循環(huán)裝置(100)的顯示設(shè)備，冷卻劑循環(huán)裝置配備了被形成以通過每個固態(tài)光源(101-103)的流動路徑(100a)并經(jīng)由流動路徑(100a)循環(huán)冷卻劑。每個固態(tài)光源(101-103)具有其亮度響應(yīng)于溫度變化而變化的特性。流動路徑(100a)形成以使得冷卻劑根據(jù)固態(tài)光源(101-103)的上述特性首先經(jīng)過具有較大程度的亮度變化的固態(tài)光源。
文檔編號G09F9/00GK103069472SQ20118002711
公開日2013年4月24日 申請日期2011年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月31日
發(fā)明者千葉正樹, 增田直樹 申請人:日本電氣株式會社, Nec顯示器解決方案株式會社