[发明专利]光源设备和投影型显示设备

说明书

技术领域

本发明涉及光源设备以及投影型显示设备，所述光源设备包括用于送出冷却空气的送风设备。

背景技术

作为投影型显示设备，存在用于对图像或视频进行放大和显示的投影仪。投影仪广泛地用于个人影院、商务演示等等。投影型显示设备包括光源、具有对从光源出射的光进行作用的光学系统的光学引擎、以及用于使光源散热的散热机构。

对于投影型显示设备的光源，通常使用超高压汞灯。然而，超高压汞灯的问题包括短寿命以及由于汞所引起的环境污染。需要将白光分离成三原色的光的光学系统，并且集光率大。因此，难以设计出紧凑型设备。

近来，已经对使用诸如激光二极管（LD）或发光二极管（LED）的发光元件作为光源设备的投影型显示设备继续进行改进。这种发光元件的优点在于耗电量低和寿命长。发光元件发光并且产生热。在这种发光元件中，用于生成光而施加的一部分电流被转换成焦耳热，并且因此发光元件本身产生热。例如，在光功率转换效率（插接效率：WPE）是30%的发光元件的情况下，所施加的电力的30%用于光生成，并且剩余的70%转换成发光元件中的热。

发光元件的特性取决于温度。发光元件的温度的升高影响光的波长、光输出或者元件寿命。具体地，在LD的情况下，振荡波长通常在温度升高时移动到长波长侧，或者电流转换成光输出的效率降低，即斜率效率降低。这需要在发光元件的操作期间的对来自发光元件及附近元件的稳定散热。

JP2006-147744A公开了一种光源设备，该光源设备包括诸如LD或LED的发光元件、用于支撑发光元件的衬底、以及热沉的多个散热片。该片朝着发光元件的后表面延伸。光源设备进一步包括用于向多个散热片吹送空气的风扇。通过从风扇吹送到多个散热片的空气来对在发光元件中所生成的热进行散热。

在紧凑并且薄的光源设备的情况下，形成散热片的区域的面积受到限制，并且因而难以确保充分的散热性能。当形成散热片的区域的面积增大以确保充分的散热性能时，光源设备增大。

在诸如LD或LED的发光元件中，用于向发光元件供应电力的电气端子在与光的出射方向相反的方向上延伸。该电气端子通常连接到在布线板上形成的电路，并且经由布线板与驱动器电气连接。发光元件的背后的布线板的布置可能限制形成散热片的面积。特别是，在高输出LD的情况下，必须施加大的电流，并且必须放置粗电线，因而增加了布线板的尺寸。因此，散热片的安装面积变小，并且甚至可能难以安装散热片。结果，发光元件的散热效果降低。如果风扇吹送的空气量增加以补偿散热性能的不足，则噪声将增大。

JP2010-197497A公开了一种投影仪，该投影仪包括作为用于施加激励光的激励光源的激光发射器件、用激励光照射以发光的荧光剂、以及冷却风扇。该冷却风扇被设置在激光发射器件的激光发射方向的下游侧。排气降噪设备被设置在将激光发射器件夹在中间的冷却风扇的相对侧。因此，从冷却风扇送出的空气可以沿着激光发射器件线性地前进以到达排气降噪设备。

因此，在使冷却空气沿着诸如光发射器件的光生成器线性前进的冷却方法中，冷却空气的风速的增大伴随有冷却效率的增大。然而，当使用大的冷却风扇来充分增加空气的风速时，这使得投影仪的尺寸增大，并且噪声增大。当尝试使冷却风扇小型化并且使噪声降低时，无法设定足够的风速，并且发光元件的散热效果也不充分。

因此，需要一种尺寸小且噪声低并且具有能够有效地对来自诸如LD或LED的发光元件的热进行散热的散热机构的光源设备以及包括该光源设备的投影型显示设备。

引用列表

专利文献1：JP2006-147744A

专利文献2：JP2010-197497A

发明内容

根据本发明的光源设备包括第一发光元件、基板以及用于送出空气的送风设备。与第一发光元件热连接的基板具有平坦表面，该平坦表面形成在第一发光元件周围以面对从第一发光元件输出的光的出射方向。送风设备在与该平坦表面相垂直的方向上朝着基板的平坦表面生成气流。

根据由此配置的光源设备，通过在发光元件附近生成由不稳定的涡流的生成/消失而伴生的乱流，可以改善发光元件的散热效果而不增加送风设备的风量。结果，可以提供紧凑的并且低噪声的光源设备。

附图说明

图1A是图示根据第一实施例的光源设备的示意性俯视图。

图1B是图示光源设备的光学系统以及光的光路的示意图。

图2A是图示作为发光元件的激光二极管的配置的示意图。

图2B是图示激光二极管的内部配置的部分剖视图。