光源設(shè)備和投影型顯示設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種尺寸小并且噪聲低的設(shè)備，在該設(shè)備中來自諸如LD或LED的發(fā)光元件的熱被有效耗散。光源設(shè)備設(shè)置有第一發(fā)光元件、基板、以及用于使空氣流出的送風(fēng)設(shè)備?；迮c第一發(fā)光元件熱連接，并且具有形成在第一發(fā)光元件周圍以面對(duì)從第一發(fā)光元件出射的光的出射方向的平坦表面。送風(fēng)設(shè)備在與該平面相垂直的方向上朝著基板的平坦表面生成氣流。
【專利說明】光源設(shè)備和投影型顯示設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光源設(shè)備以及投影型顯示設(shè)備，所述光源設(shè)備包括用于送出冷卻空氣的送風(fēng)設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]作為投影型顯示設(shè)備，存在用于對(duì)圖像或視頻進(jìn)行放大和顯示的投影儀。投影儀廣泛地用于個(gè)人影院、商務(wù)演示等等。投影型顯示設(shè)備包括光源、具有對(duì)從光源出射的光進(jìn)行作用的光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)引擎、以及用于使光源散熱的散熱機(jī)構(gòu)。
[0003]對(duì)于投影型顯示設(shè)備的光源，通常使用超高壓汞燈。然而，超高壓汞燈的問題包括短壽命以及由于汞所引起的環(huán)境污染。需要將白光分離成三原色的光的光學(xué)系統(tǒng)，并且集光率大。因此，難以設(shè)計(jì)出緊湊型設(shè)備。
[0004]近來，已經(jīng)對(duì)使用諸如激光二極管(LD)或發(fā)光二極管(LED)的發(fā)光元件作為光源設(shè)備的投影型顯示設(shè)備繼續(xù)進(jìn)行改進(jìn)。這種發(fā)光元件的優(yōu)點(diǎn)在于耗電量低和壽命長。發(fā)光元件發(fā)光并且產(chǎn)生熱。在這種發(fā)光元件中，用于生成光而施加的一部分電流被轉(zhuǎn)換成焦耳熱，并且因此發(fā)光元件本身產(chǎn)生熱。例如，在光功率轉(zhuǎn)換效率(插接效率:WPE)是30%的發(fā)光元件的情況下，所施加的電力的30%用于光生成，并且剩余的70%轉(zhuǎn)換成發(fā)光元件中的熱。
[0005]發(fā)光元件的特性取決于溫度。發(fā)光元件的溫度的升高影響光的波長、光輸出或者元件壽命。具體地，在LD的情況下，振蕩波長通常在溫度升高時(shí)移動(dòng)到長波長側(cè)，或者電流轉(zhuǎn)換成光輸出的效率降低，即斜率效率降低。這需要在發(fā)光元件的操作期間的對(duì)來自發(fā)光元件及附近元件的穩(wěn)定散熱。
[0006]JP2006-147744A公開了一種光源設(shè)備，該光源設(shè)備包括諸如LD或LED的發(fā)光元件、用于支撐發(fā)光元件的襯底、以及熱沉的多個(gè)散熱片。該片朝著發(fā)光元件的后表面延伸。光源設(shè)備進(jìn)一步包括用于向多個(gè)散熱片吹送空氣的風(fēng)扇。通過從風(fēng)扇吹送到多個(gè)散熱片的空氣來對(duì)在發(fā)光元件中所生成的熱進(jìn)行散熱。
[0007]在緊湊并且薄的光源設(shè)備的情況下，形成散熱片的區(qū)域的面積受到限制，并且因而難以確保充分的散熱性能。當(dāng)形成散熱片的區(qū)域的面積增大以確保充分的散熱性能時(shí)，光源設(shè)備增大。
[0008]在諸如LD或LED的發(fā)光元件中，用于向發(fā)光元件供應(yīng)電力的電氣端子在與光的出射方向相反的方向上延伸。該電氣端子通常連接到在布線板上形成的電路，并且經(jīng)由布線板與驅(qū)動(dòng)器電氣連接。發(fā)光元件的背后的布線板的布置可能限制形成散熱片的面積。特別是，在高輸出LD的情況下，必須施加大的電流，并且必須放置粗電線，因而增加了布線板的尺寸。因此，散熱片的安裝面積變小，并且甚至可能難以安裝散熱片。結(jié)果，發(fā)光元件的散熱效果降低。如果風(fēng)扇吹送的空氣量增加以補(bǔ)償散熱性能的不足，則噪聲將增大。
[0009]JP2010-197497A公開了一種投影儀，該投影儀包括作為用于施加激勵(lì)光的激勵(lì)光源的激光發(fā)射器件、用激勵(lì)光照射以發(fā)光的熒光劑、以及冷卻風(fēng)扇。該冷卻風(fēng)扇被設(shè)置在激光發(fā)射器件的激光發(fā)射方向的下游側(cè)。排氣降噪設(shè)備被設(shè)置在將激光發(fā)射器件夾在中間的冷卻風(fēng)扇的相對(duì)側(cè)。因此，從冷卻風(fēng)扇送出的空氣可以沿著激光發(fā)射器件線性地前進(jìn)以到達(dá)排氣降噪設(shè)備。
[0010]因此，在使冷卻空氣沿著諸如光發(fā)射器件的光生成器線性前進(jìn)的冷卻方法中，冷卻空氣的風(fēng)速的增大伴隨有冷卻效率的增大。然而，當(dāng)使用大的冷卻風(fēng)扇來充分增加空氣的風(fēng)速時(shí)，這使得投影儀的尺寸增大，并且噪聲增大。當(dāng)嘗試使冷卻風(fēng)扇小型化并且使噪聲降低時(shí)，無法設(shè)定足夠的風(fēng)速，并且發(fā)光元件的散熱效果也不充分。
[0011]因此，需要一種尺寸小且噪聲低并且具有能夠有效地對(duì)來自諸如LD或LED的發(fā)光元件的熱進(jìn)行散熱的散熱機(jī)構(gòu)的光源設(shè)備以及包括該光源設(shè)備的投影型顯示設(shè)備。
[0012]引用列表
[0013]專利文獻(xiàn)I JP2006-147744A
[0014]專利文獻(xiàn)2 JP2OlO-19M97A

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]根據(jù)本發(fā)明的光源設(shè)備包括第一發(fā)光元件、基板以及用于送出空氣的送風(fēng)設(shè)備。與第一發(fā)光元件熱連接的基板具有平坦表面，該平坦表面形成在第一發(fā)光元件周圍以面對(duì)從第一發(fā)光元件輸出的光的出射方向。送風(fēng)設(shè)備在與該平坦表面相垂直的方向上朝著基板的平坦表面生成氣流。
[0016]根據(jù)由此配置的光源設(shè)備，通過在發(fā)光元件附近生成由不穩(wěn)定的渦流的生成/消失而伴生的亂流，可以改善發(fā)光元件的散熱效果而不增加送風(fēng)設(shè)備的風(fēng)量。結(jié)果，可以提供緊湊的并且低噪聲的光源設(shè)備。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1A是圖示根據(jù)第一實(shí)施例的光源設(shè)備的示意性俯視圖。
[0018]圖1B是圖示光源設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng)以及光的光路的示意圖。
[0019]圖2A是圖示作為發(fā)光元件的激光二極管的配置的示意圖。
[0020]圖2B是圖示激光二極管的內(nèi)部配置的部分剖視圖。
[0021]圖2C是圖示激光二極管的散熱路徑的示意性截面圖。
[0022]圖3是示出圖1所示的區(qū)域A3的放大視圖。
[0023]圖4是示出圖1所示的區(qū)域A4的放大視圖。
[0024]圖5A是圖示根據(jù)第二實(shí)施例的光源設(shè)備的俯視圖。
[0025]圖5B是圖示圖5A所示的光源設(shè)備的排氣管道的配置的放大視圖。
[0026]圖6A是圖示根據(jù)第三實(shí)施例的光源設(shè)備的俯視圖。
[0027]圖6B是圖示圖6A所示的光源設(shè)備的排氣管道的配置的放大視圖。
[0028]圖7是圖示根據(jù)第四實(shí)施例的光源設(shè)備的俯視圖。
[0029]圖8是圖示根據(jù)第五實(shí)施例的光源設(shè)備的俯視圖。
[0030]圖9A是圖不發(fā)光兀件和基板的不意性立體圖。
[0031]圖9B是圖示用于將發(fā)光元件固定到基板的配置的示例的示意性立體圖。
[0032]圖9C是圖示圖9B中所示的配置的示意性截面圖。
[0033]圖1OA是圖示用于將發(fā)光元件固定到基板的另一配置的示意性立體圖。[0034]圖1OB是圖示圖1OA所示的配置的示意性截面圖。
[0035]圖1OC是圖示圖1OA所示的配置的示意性平面圖。
[0036]圖1lA是圖示用于將發(fā)光元件固定到基板的另一配置的示意性平面圖。
[0037]圖1lB是圖示用于將發(fā)光元件固定到基板的其他配置的示意性平面圖。
[0038]圖1lC是圖示用于將發(fā)光元件固定到基板的又一配置的示意性平面圖。
[0039]圖1lD是沿著圖1lC所示的線D-D切割的示意性截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]接下來，參考附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述。在下文中，將描述包括具有發(fā)光元件的光源設(shè)備的投影型顯示設(shè)備。然而，本發(fā)明可以適用于包括用于對(duì)來自諸如LD或LED的發(fā)光元件的熱進(jìn)行散熱的送風(fēng)設(shè)備的一般光源設(shè)備。
[0041](第一實(shí)施例)
[0042]投影型顯示設(shè)備包括下述光源設(shè)備，該光源設(shè)備包括光學(xué)引擎以及用于使氣體傳播的送風(fēng)設(shè)備。圖1A是圖示光源設(shè)備的俯視圖。對(duì)于送風(fēng)設(shè)備24，可以使用風(fēng)扇或吹風(fēng)機(jī)。光學(xué)引擎包括發(fā)光元件2a至2c、對(duì)從發(fā)光元件2a至2c出射的光進(jìn)行作用的光學(xué)系統(tǒng)、以及在發(fā)光元件2a至2c和光學(xué)系統(tǒng)周圍的基板22a?；?2a熱連接到發(fā)光元件2a至2c。
[0043]圖1B圖示了光源設(shè)備26a的光學(xué)系統(tǒng)以及發(fā)光元件2a至2c所出射的光的光路。在該實(shí)施例中，光源設(shè)備26a包括用于出射紅色光的發(fā)光兀件2a、用于出射綠色光的發(fā)光元件2b以及用于出射藍(lán)色光的發(fā)光元件2c。對(duì)于發(fā)光元件2a至2c，例如可以使用LD或LED。特別是，高方向性使得LD具有高的光利用效率的優(yōu)點(diǎn)。
[0044]該實(shí)施例中的光學(xué)系統(tǒng)包括準(zhǔn)直透鏡3a至3c、分色鏡4a和4b、鏡子5a和5b、光學(xué)積分器6、空間光調(diào)制元件7、投影透鏡8、聚光透鏡9、以及全內(nèi)反射(TIR)棱鏡10。對(duì)于空間光調(diào)制元件7，例如可以使用DMD (Digital Mirror Device)(數(shù)字微鏡元件)。在圖1A和圖1B所示的示例中，光學(xué)積分器6是由一對(duì)復(fù)眼透鏡12a和12b形成的。
[0045]接下來，參考圖1B對(duì)從發(fā)光元件2a至2c出射的光Ila至Ilc的光路進(jìn)行描述。從發(fā)光元件2a至2c出射的光Ila至Ilc分別通過相應(yīng)準(zhǔn)直透鏡3a至3c以成為平行光。然后，紅色光Ila透射通過分色鏡4a,而綠色光Ilb在分色鏡4a上被反射。因此,紅色光I Ia和綠色光I Ib被合成。通過對(duì)紅色光和綠色光進(jìn)行合成所獲得的光透射通過分色鏡4b，而藍(lán)色光Ilc在分色鏡4b上被反射。因此,紅色光11a、綠色光lib、以及藍(lán)色光Ilc被合成。
[0046]由此合成的光在鏡子5a上被反射以進(jìn)入光學(xué)積分器6。光學(xué)積分器6將合成的光11轉(zhuǎn)換成具有均勻照度分布的矩形光通量。矩形光通量通過聚光透鏡9以在鏡子5b上被反射。在鏡子5b反射的光通過TIR棱鏡10被施加到空間光調(diào)制元件7。通過空間光調(diào)制元件7，根據(jù)圖像信號(hào)來對(duì)矩形光通量進(jìn)行光調(diào)制。進(jìn)行光調(diào)制的光透射通過TIR棱鏡10以進(jìn)入投影透鏡8，并且被放大以通過投影透鏡8投射到未示出的屏幕。
[0047]圖2A是圖示發(fā)光元件2a至2c的示意性立體圖。圖2B圖示發(fā)光元件2a至2c中的每一個(gè)的內(nèi)部配置。圖2C圖示了發(fā)光元件2a至2c中的每一個(gè)的散熱路徑。圖2A至圖2C圖示了作為示例的CAN型的激光二極管。[0048]發(fā)光元件2a至2c中的每一個(gè)包括激光二極管芯片14、激光二極管芯片14所固定到的基臺(tái)15、以及與基臺(tái)15 —體形成的底座(管座)16。激光二極管芯片14、基臺(tái)15以及管座16被容納在包括管座16和具有照射窗40的帽17的空間中。
[0049]激光二極管芯片14通過導(dǎo)線19連接到電極18。電極18通過管座16延伸到外部以構(gòu)成端子21。端子21延伸到用于容納光學(xué)引擎的光學(xué)系統(tǒng)的基板22a的外部。端子21電氣連接到未示出的外部驅(qū)動(dòng)器。當(dāng)將電流施加到電極18時(shí)，激光二極管芯片14通過受激發(fā)射而使激光束振蕩。激光束從照射窗40輸出到發(fā)光元件的外部。
[0050]沒有轉(zhuǎn)換成任何激光束的能量變成焦耳熱。激光二極管芯片14上所生成的熱通過基臺(tái)15傳導(dǎo)到管座16，并且然后傳導(dǎo)到與管座16熱連接的基板22a?；?2a用作發(fā)光元件2a至2c的散熱板。優(yōu)選地，基板22a是具有高導(dǎo)熱率的金屬。
[0051]圖3是圖1A所示的區(qū)域A3的放大視圖，并且圖示了來自送風(fēng)設(shè)備24的空氣的流動(dòng)。在實(shí)施例的光源設(shè)備26a中，送風(fēng)設(shè)備24被設(shè)置在將光學(xué)引擎夾在中間的發(fā)光元件2b和2c相對(duì)側(cè)(參見圖1A和圖1B)?；?2a具有平坦表面42，該平坦表面42在發(fā)光元件2b和2c周圍形成為面對(duì)從發(fā)光兀件2b和2c輸出的光的發(fā)射方向。
[0052]從送風(fēng)設(shè)備24送出的空氣27a通過光學(xué)引擎中的光學(xué)系統(tǒng)到達(dá)發(fā)光元件2b和2c。空氣27a在與基板22a的平坦表面42相垂直的方向上流動(dòng)，該基板22a熱連接到發(fā)光元件2b和2c的管座16。因此，送風(fēng)設(shè)備24在與平坦表面42垂直的方向上朝著平坦表面42的方向生成氣流27a。
[0053]為了通過強(qiáng)制空氣冷卻來提高熱生成平板的散熱效果，存在兩種方法，即薄膜法和置換法。薄膜法是用于通過使溫度邊界層變薄來提高從熱生成平板到冷卻空氣的熱交換的方法，溫度邊界層是由相對(duì)高溫度的空氣構(gòu)成的并且在熱生成平坦平板的表面附近形成。溫度邊界層的厚度與沿著熱生成平板的風(fēng)速的平方根成反比。因而，通過增加沿著熱生成平板的風(fēng)速，溫度邊界層的厚度被減小，并且因而熱生成平板的散熱效果被提高。
[0054]置換法是以便于用在稍微遠(yuǎn)離熱生成平板的位置處的冷空氣來置換在熱生成平板附近的熱空氣的方法(溫度置換)。這是通過在熱生成平板附近生成不穩(wěn)定渦流的生成/消失而伴生的亂流的方法來實(shí)現(xiàn)的。因而，可以防止相對(duì)高溫度的空氣保持在熱生成平板附近，以提高從熱生成平板到冷卻空氣的熱交換。
[0055]根據(jù)該實(shí)施例，當(dāng)空氣從垂直方向沖擊發(fā)光元件2b和2c周圍的基板22a的平面42時(shí)，在發(fā)光元件2b和2c附近生成亂流流動(dòng)的漩渦(參見圖3)。通過對(duì)由于漩渦而引起的平坦表面42附近的溫度邊界層、由于漩渦而引起的流體置換(溫度置換)以及由于柯恩達(dá)效應(yīng)而引起的空氣的壁表面滑動(dòng)的破壞(剝離)的處理，發(fā)光元件2b和2c以及周圍的基板22a被冷卻?？露鬟_(dá)效應(yīng)是指當(dāng)固體位于液體中時(shí)，固體的壁表面附近的流體的壓力降低以將流體的流動(dòng)吸引到壁表面并且結(jié)果，液體的流動(dòng)在沿著固體的壁表面的方向上改變。在實(shí)施例的光源設(shè)備26a中，通過這樣的處理來冷卻發(fā)光元件2b和2c以及周圍的基板22a。因此，與沿著基板22a的表面供應(yīng)空氣的冷卻方法的情況相比，冷卻效應(yīng)可以增加5到10倍。
[0056]優(yōu)選地，將送風(fēng)設(shè)備24的吹送口設(shè)置在用作光學(xué)引擎外表的基板22中。因此，送風(fēng)設(shè)備24可以將冷卻空氣直接送出到光學(xué)引擎中。優(yōu)選地，送風(fēng)設(shè)備24被設(shè)置在來自發(fā)光元件2b和2c的光的出射方向的下游側(cè)。因此，從送風(fēng)設(shè)備24流出的空氣線性流動(dòng)到發(fā)光元件2b和2c。根據(jù)該實(shí)施例，通過在該情況下在送風(fēng)設(shè)備24與發(fā)光元件2b和2c之間布置鏡子，即分色鏡4a和4n來實(shí)現(xiàn)送風(fēng)設(shè)備24的這樣的布置。送風(fēng)設(shè)備24的這樣的布置使得能夠?qū)崿F(xiàn)緊湊并且薄的光源設(shè)備26a。
[0057]優(yōu)選地，安裝在光學(xué)引擎中的光學(xué)組件以及用于保持光學(xué)組件的支架被布置為用作用于將空氣從送風(fēng)設(shè)備24有效地導(dǎo)向發(fā)光元件2b和2c的通風(fēng)管。在該實(shí)施例中，這樣的光學(xué)部件是準(zhǔn)直透鏡3b和3c以及分色鏡4a和4b。因此，通風(fēng)阻力(系統(tǒng)阻抗)被降低，使得能夠保持足夠的流速，換句話說，足夠的沖擊噴射的流速度。因此，可以實(shí)現(xiàn)緊湊的冷卻系統(tǒng)中的高冷卻性能。結(jié)果，可以以低成本提供緊湊的光源設(shè)備。
[0058]如上所述，在CAN型的激光二極管的情況下，從管座16延伸的端子21經(jīng)由布線圖與驅(qū)動(dòng)器電氣連接。布線圖阻礙了大的散熱片附連到端子21側(cè)或者降低從熱生成部件到散熱片的熱阻。因?yàn)檫@樣的問題不會(huì)發(fā)送，所以本發(fā)明對(duì)于冷卻CAN型的激光二極管特別有用。
[0059]如圖1所示，導(dǎo)熱基板22a的一部分優(yōu)選地構(gòu)成排氣管道25a。替代地，排氣管道可以由與基板22a熱連接并且與基板22a分別形成的元件來構(gòu)成。因此，即使在冷卻空氣從沖擊發(fā)光元件2b和2c或附近基板22a到朝著管道25a的放出的時(shí)段期間，熱也可以從管道25a的壁表面釋放到冷卻空氣。因此，可以進(jìn)一步提高散熱效果。
[0060]圖4是圖1A所示的區(qū)域A4的放大視圖。在該實(shí)施例中，多個(gè)發(fā)光元件中的一個(gè)2a被設(shè)置在區(qū)域A4中。發(fā)光元件2a至2c的這樣的布置的優(yōu)點(diǎn)在于降低了用于對(duì)從多個(gè)發(fā)光元件2a至2c出射的光進(jìn)行合成的光學(xué)組件的數(shù)目。具體地，發(fā)光元件2a的光軸與發(fā)光兀件2b和2c的光軸優(yōu)選地彼此正交。在該情況下，發(fā)光兀件2a不被設(shè)置在將送風(fēng)設(shè)備24與發(fā)光元件s2b和2c連接的直線上。
[0061]當(dāng)布置了多個(gè)發(fā)光元件2a至2c時(shí)，優(yōu)選地在發(fā)光元件2a、2b與送風(fēng)設(shè)備24之間設(shè)置風(fēng)向板。風(fēng)向板優(yōu)選地包括光學(xué)組件，即，在該情況下對(duì)從發(fā)光元件2a和2b出射的光進(jìn)行作用的分色鏡4a (還參見圖1A)。具體地說，從送風(fēng)設(shè)備24送出的前進(jìn)空氣的一部分的方向通過分色鏡4a而朝著發(fā)光元件2a彎曲。換句話說，發(fā)光元件2a被設(shè)置在前進(jìn)空氣的彎曲方向的下游側(cè)。這樣的優(yōu)點(diǎn)在于可以通過單個(gè)送風(fēng)設(shè)備24來冷卻所有的發(fā)光元件2a至2c并且不需任何附加的送風(fēng)設(shè)備。通過使用光學(xué)組件作為風(fēng)向板，可以減少光學(xué)引擎的光學(xué)組件的數(shù)目。因此，可以降低成本，并且可以最小化光源設(shè)備。
[0062]優(yōu)選地，基板22a具有平坦表面44，該平坦表面44在發(fā)光元件2a周圍形成為面對(duì)從發(fā)光元件2a輸出的光的出射方向。其方向通過分色鏡4a而彎曲的空氣27b垂直地沖擊基板22a的平坦表面44。因此，如上所述，在發(fā)光元件2a附近生成漩渦，并且可以提高發(fā)光元件2a的散熱效果。
[0063]在圖1A中，發(fā)光元件2a以及發(fā)光元件2b和2c與由相同元件構(gòu)成的基板22a連接。然而，這些元件可以與單獨(dú)基板熱連接。
[0064]因?yàn)樵搶?shí)施例的光源設(shè)備26a被應(yīng)用于用于顯示全色圖像的投影型顯示設(shè)備，所以光源設(shè)備26a包括三個(gè)發(fā)光元件2a至2c。然而，本發(fā)明可以應(yīng)用于包括至少一個(gè)發(fā)光元件的光源設(shè)備。
[0065](第二實(shí)施例)
[0066]接下來，對(duì)根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的光源設(shè)備進(jìn)行描述。圖5A圖示了根據(jù)第二實(shí)施例的光源設(shè)備26b。圖5B是圖示圖5A所示的光源設(shè)備26b的排氣管道的配置的放大視圖。將省略對(duì)與第一實(shí)施例的那些相似的組件的描述。
[0067]在該實(shí)施例中，用于排出來自光學(xué)引擎的空氣的管道25b與熱連接到發(fā)光元件2a至2c的基板22b —體成形。替代地，管道25b可以由與基板22b熱連接并且與基板22b分立形成的元件來構(gòu)成。
[0068]在該實(shí)施例的光源設(shè)備26b中，在管道25b的內(nèi)壁中設(shè)置了多個(gè)微型投影28。微突起28用作促進(jìn)亂流的生成的亂流促進(jìn)器(亂流激發(fā)器)。具體地，在來自送風(fēng)設(shè)備24的排出空氣29通過管道25b的內(nèi)部期間，在微突起28的下游側(cè)生成了亂流的漩渦。在該情況下，通風(fēng)阻力增大。然而，由于亂流漩渦所引起的散熱效果的增加比伴隨著通風(fēng)阻力的增大的散熱效果的降低更大。結(jié)果，可以提高光源設(shè)備26b的散熱性能。
[0069]該亂流激發(fā)器優(yōu)選地在由與發(fā)光元件2a至2c熱連接的基板22b的一部分構(gòu)成的管道25b的內(nèi)壁中形成。這是因?yàn)榭梢岳镁o湊并且簡單的配置來提高散熱性能。
[0070](第三實(shí)施例)
[0071]接下來，對(duì)根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的光源設(shè)備進(jìn)行描述。圖6A圖示了根據(jù)第三實(shí)施例的光源設(shè)備26c。圖6B是圖示圖6A所示的光源設(shè)備26c的排氣管道的配置的放大視圖。省略對(duì)與第一實(shí)施例的那些相似的組件的描述。
[0072]在該實(shí)施例中，用于排出來自光學(xué)引擎的空氣的管道25c與熱連接到發(fā)光元件2a至2c的基板22c —體形成。替代地，管道25c可以由與基板22c熱連接并且與基板22c分立形成的元件構(gòu)成。
[0073]在該實(shí)施例的光源設(shè)備26c中，在管道25c的內(nèi)壁中設(shè)置了多個(gè)微凹陷(淺凹)30。微凹陷30用作亂流激發(fā)器。具體地，在來自送風(fēng)設(shè)備24的排出空氣29通過管道25c的內(nèi)部期間，在已經(jīng)形成微凹陷30的區(qū)域中生成亂流的漩渦?？梢酝ㄟ^亂流的漩渦來提高散熱性能。
[0074]這樣的亂流激發(fā)器優(yōu)選地在由熱連接到發(fā)光元件2a至2c的基板22c的一部分所構(gòu)成的管道25c的內(nèi)壁中形成。這是因?yàn)榭梢岳镁o湊給并且簡單的配置來提高散熱性倉泛。
[0075]在第二實(shí)施例和第三實(shí)施例中，亂流激發(fā)器分別包括在管道的內(nèi)壁中形成的微突起28和微凹陷30。然而，只要在管道的內(nèi)壁附近生成亂流，亂流激發(fā)器可以包括除了微突起28或微凹陷30之外的元件。
[0076](第四實(shí)施例)
[0077]接下來，對(duì)根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的光源設(shè)備進(jìn)行描述。圖7圖示了根據(jù)第四實(shí)施例的光源設(shè)備26d。省略對(duì)與第一實(shí)施例的那些相似的部件的描述。
[0078]在該實(shí)施例中，在與熱連接到發(fā)光元件2a至2c的基板22d —體形成的排氣管道25d的內(nèi)壁中設(shè)置了散熱片23。在該情況下，管道25d具有熱沉功能。具體地，從送風(fēng)設(shè)備24送出的用于接納來自發(fā)光元件2a至2c的熱的排出空氣29經(jīng)由散熱片23吸收來自熱連接到基板22d的管道25d的熱。因此，光源設(shè)備26d的散熱容量增大，從而可以提高冷卻性倉泛。
[0079](第五實(shí)施例)
[0080]接下來，對(duì)根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的光源設(shè)備進(jìn)行描述。圖8圖示了根據(jù)第五實(shí)施例的光源設(shè)備26e。省略對(duì)與第一實(shí)施例的那些相似的部件的描述。
[0081]在該實(shí)施例的光源設(shè)備26e中，與發(fā)光元件2a至2c熱連接的基板22e的一部分包括用于排出來自光學(xué)引擎的空氣的排氣口 48。在排氣口 48的外部設(shè)置與基板22e熱連接的熱沉20。在該情況下，甚至在基板中不形成任何亂流激發(fā)器或熱沉的情況下，也可以確保足夠的散熱性能。因此，便于制造光源設(shè)備26e，并且促進(jìn)了設(shè)計(jì)靈活性。
[0082]可以將該實(shí)施例的熱沉20安裝在第一至第四實(shí)施例的管道25a至25d的排氣口的外部。
[0083](第六實(shí)施例)
[0084]將對(duì)根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的光源設(shè)備進(jìn)行描述。省略對(duì)與第一實(shí)施例的那些相似的組件的描述。在該實(shí)施例中，將對(duì)用于將發(fā)光元件固定到基板的配置進(jìn)行描述。圖9A是圖示發(fā)光元件和基板的示意性立體圖。圖9B圖示了用于將發(fā)光元件固定到基板的配置的示例。圖9C是示出圖9B所示的配置的示意性截面圖。基板22的配置與第一至第五實(shí)施例所示的那些相似。
[0085]如圖9A所示，在第一實(shí)施例中，發(fā)光元件2b和2c附連到與管座16熱連接的基板22。另一方面，在第六實(shí)施例中，如在圖1OB和圖1OC中所圖示的，在支撐板31上支撐發(fā)光元件2b和2c。
[0086]具體地，在基板22的平坦表面?zhèn)仍O(shè)置支撐板31以支撐發(fā)光元件2b和2c。當(dāng)將CAN型的LD固定到基板22時(shí)，在支撐板31中形成LD的帽17所通過的通孔。從激光束的出口側(cè)將LD裝配到通孔中。
[0087]通過例如螺絲33將支撐板31固定到基板22。因此，發(fā)光元件2b和2c的管座16被擠壓到基板22以與基板22熱連接。當(dāng)使用圖9B和圖9C所示的支撐板31時(shí)，支撐板31可以用作用于防止來自送風(fēng)設(shè)備24的空氣到達(dá)基板22的隔板。因此，發(fā)光元件2b和2c的冷卻效率可能降低。
[0088]為了防止該問題，優(yōu)選地，如圖1OA至IOC所示，在支撐板31a中形成通孔32a。用于在支撐板31a上支撐發(fā)光元件2b和2c的方法以及用于將支撐板31a固定到基板22上的方法與圖9B和9C所示的那些相似。在該情況下，從冷卻扇24垂直吹送到發(fā)光元件2b和2c的空氣通過支撐板31的通孔32a以垂直地沖擊發(fā)光元件2b和2c的管座16以及附近的基板22。因此，在支撐板31a與基板22之間的空間中生成亂流的漩渦。結(jié)果，在發(fā)光元件2b和2c附近，大大地增加了從發(fā)光元件2b和2c或基板22到冷卻空氣的傳熱系數(shù)以提聞散熱性能。
[0089]在圖1OA和圖1OC所示的示例中，在支撐板31a中形成大致矩形的通孔32a。在支撐板31中形成的通孔可以具有如圖1lA至IlD所示的其他形狀。
[0090]在圖1IA所示的示例中，在支撐板31b中形成環(huán)形通孔32b。在圖1lB所示的示例中，在支撐板31c中形成兩個(gè)大致矩形的通孔32c。在圖1lC和圖1lD所示的示例中，在支撐板31d中形成噴嘴形通孔32d。如圖1lD所示，噴嘴形通孔32d具有朝著基板22的方向成尖錐形的大致圓錐的形狀。當(dāng)空氣通過噴嘴形通孔32d時(shí)，空氣的流速由于文丘里效應(yīng)而增加，以在發(fā)光元件2b和2c附近的基板22中局部地生成強(qiáng)噴射流。因此，可進(jìn)一步提高發(fā)光元件2b和2c的冷卻效果。
[0091]圖1lA至圖1IC所示的通孔32a至32d的形狀是示例，并且該通孔可以具有其他形狀。在該實(shí)施例中，已經(jīng)參考了支撐發(fā)光元件2b和2c的支撐板31a至31d。類似地，可以在支撐板中形成通孔以支撐發(fā)光元件2a。
[0092]已經(jīng)對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)地描述。然而，本發(fā)明不限于該實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下作出各種變化和修改。
[0093]附圖標(biāo)記列表
[0094]2a至2c發(fā)光元件
[0095]3a至3c準(zhǔn)直透鏡
[0096]4a, 4b 分色鏡
[0097]20 熱沉
[0098]22，22a 至 22e 基板
[0099]23散熱片
[0100]24送風(fēng)設(shè)備
[0101]25a 至 25d 管道
[0102]26a至26e光源設(shè)備
[0103]28微突起
[0104]30微凹陷(淺凹)
[0105]31a至31d支撐板
[0106]32a 至 32d 通孔
【權(quán)利要求】
1.一種光源設(shè)備，包括: 第一發(fā)光兀件； 基板，所述基板被熱連接至所述第一發(fā)光元件并且具有平坦表面，該平坦表面形成在所述第一發(fā)光元件的周圍以面對(duì)從所述第一發(fā)光元件輸出的光的出射方向；以及 送風(fēng)設(shè)備，所述送風(fēng)設(shè)備用于送出空氣， 其中，所述送風(fēng)設(shè)備在與所述平坦表面相垂直的方向上朝著所述基板的所述平坦表面生成氣流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源設(shè)備，包括: 光學(xué)組件，所述光學(xué)組件被設(shè)置在所述第一發(fā)光元件與所述送風(fēng)設(shè)備之間，所述光學(xué)組件被配置成對(duì)從所述第一發(fā)光元件出射的光來起作用并且使從所述送風(fēng)設(shè)備送出的空氣的一部分的方向彎曲； 第二發(fā)光元件，所述第二發(fā)光元件被設(shè)置在通過所述光學(xué)組件彎曲的空氣的彎曲方向的下游側(cè)；以及 基板，所述基板被熱連接至所述第二發(fā)光元件并且具有平坦表面，該平坦表面形成在所述第一發(fā)光元件的周圍以面對(duì)從所述第二發(fā)光元件輸出的光的出射方向。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光源設(shè)備，其中， 所述光學(xué)組件是分色鏡，所述分色鏡用于反射從所述第一發(fā)光元件出射的光、用于透射從所述第二發(fā)光元件出射的光、以及用于合成來自所述第一發(fā)光元件的光和來自所述第二發(fā)光兀件的光。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任何一項(xiàng)所述的光源設(shè)備，其中， 所述基板的一部分構(gòu)成排氣管道。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任何一項(xiàng)所述的光源設(shè)備，其包括排氣管道，該排氣管道與所述基板熱連接并且相對(duì)于所述基板分立地形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的光源設(shè)備，其中， 在所述管道的內(nèi)壁上設(shè)置有用于促進(jìn)亂流的生成的亂流促進(jìn)器。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的光源設(shè)備，其中， 在所述管道的內(nèi)壁設(shè)置有散熱片。
8.根據(jù)權(quán)利要求4至7中的任何一項(xiàng)所述的光源設(shè)備，其包括熱沉，該熱沉被設(shè)置在所述管道的排氣口的外部并且與所述基板熱連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中的任何一項(xiàng)所述的光源設(shè)備，其包括支撐板，該支撐板被設(shè)置在所述基板的所述平坦表面?zhèn)壬?，被配置成支撐所述發(fā)光元件，并且被固定到所述基板， 其中，所述支撐板具有用于使從所述送風(fēng)設(shè)備送出的空氣通過的通孔。
10.一種投影型顯示設(shè)備，其包括: 根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任何一項(xiàng)所述的光源設(shè)備。
【文檔編號(hào)】H01S5/022GK103814252SQ201180073572
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2011年9月20日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月20日
【發(fā)明者】千布纮子, 宇都宮基恭 申請(qǐng)人:Nec顯示器解決方案株式會(huì)社