[发明专利]投影型显示装置以及冷却光源的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用LED（发光二极管）的投影型显示装置以及冷却其光源的方法。

背景技术

迄今用于将图像投影到屏幕上的投影型显示装置通常采用高压汞灯作为光源。近年来，已经注意到采用LED以代替高压汞灯的投影型显示装置。

LED的有利之处在于可比高压汞灯更快地调节其亮度。因此，采用LED作为光源的投影型显示装置能够通过取决于周围区域的亮度对LED的亮度进行调节来取决于周围区域的亮度对投影图像的亮度进行调节。因为可防止将LED激励到比需要更高的亮度级，因此降低了投影型显示装置的功耗。

LED具有在约5%至15%范围内的低功率转换效率（WPE：Wall Plug Efficiency(插座效率)），所述功率转换效率表示光输出功率与施加的电功率的比率。施加的电功率的大部分被转换成热量，这势必增大了LED的结温Tj。如果LED的结温Tj高于某个级别，那么LED的光输出功率会突然降低。因此，采用LED作为光源的投影型显示装置通常使LED冷却使得LED的结温Tj不会超过最大结温Tj（max）。通常通过诸如能够取决于施加的电功率的量来调节冷却功率的珀耳帖设备这样的冷却装置来使LED冷却（参见专利文献1）。

图1是示出了具有用于冷却LED的冷却装置并且能够取决于周围区域的亮度改变LED的亮度的投影型显示装置的配置的方框图。

如图1所示，投影型显示装置200包括：光源204R，204G，204B，用于分别发射出红色光束、绿色光束、以及蓝色光束；冷却器205R，205G，205B，用于使相应的光源204R，204G，204B冷却；以及调节器201，用于调节施加到光源204R，204G，204B上的电功率的量以及施加到冷却器205R，205G，205B上的电功率的量。

光源204R，204G，204B的每一个包括LED以及容纳LED的LED壳体。冷却器205R，205G，205B的每一个包括珀耳帖设备。

调节器201通过取决于检测周围区域的亮度的光传感器202的检测结果来对下述施加的光源电功率W的量进行调节来调节每个LED的亮度，所述施加的光源电功率W的量为施加到LED上的电功率的量。

调节器201还取决于对相应的光源204R，204G，204B的LED壳体的壳温Tc进行检测的光源壳温检测器210R，210G，210B的检测结果对下述施加的冷却器电功率的量进行调节，所述施加的冷却器电功率的量为施加到冷却器205R，205G，205B上的电功率的量。

通常，众所周知的是在LED的结温Tj与LED壳体的壳温Tc之间满足等式“Tj＝If×Vf（1－WPE/100）×Rj－c+Tc”，其中If表示LED的正向电流，Vf表示LED的正向电压(forward voltage)，WPE表示LED的功率转换效率，并且Rj－c表示LED结与LED壳体之间的热阻。在上述等式中，正向电流(forward current)If与正向电压Vf的乘积If×Vf表示为施加到LED上的施加的电源电功率W的量。功率转换效率WPE和热阻Rj－c通常被认为是为每个LED所确定的常数。

从上述等式可知，如果施加的电源电功率W的量是恒定的，那么唯一地确定在结温Tj是最大结温Tj（max）时为壳温Tc的最大壳温。如果对施加的冷却器电功率的量进行调节使得壳温Tc变为最大壳温，那么结温Tj不会超过最大结温Tj（max）。

然而，利用投影型显示装置200，因为施加的电源电功率W的量取决于周围区域的亮度而变，因此最大壳温也变化。更具体地说，当施加的电源电功率W的量变大时，最大壳温降低。为了在即使最大壳温变化的情况下结温Tj也不会超过最大结温Tj（max），调节器201对施加的冷却器电功率的量进行调节使得当施加的电源电功率W的量具有上限值时使壳温Tc等于最大壳温。

背景技术文献

专利文献1：JP2004–342557A

发明内容

本发明要解决的问题

利用图1所示的投影型显示装置200，当取决于周围区域的亮度来调节施加的电源电功率W的量时，施加的电源电功率W的量可以偶而地比上限值低。此时的最大结温低于施加的电源电功率W具有上限值时的最大结温。因此，通过降低施加的冷却器电功率的量来降低珀耳帖设备的冷却能力，可防止结温Tj超过最大结温Tj（max）。

然而，由于投影型显示装置200对施加的冷却器电功率的量进行调节使得当施加的电源电功率W的量具有上限值时壳温Tc总是等于最大壳温，因此冷却LED所消耗的电功率的量大于必需的。