[發明專利]投影型顯示裝置以及冷卻光源的方法

有效

• 申請號: 201080068412.9
• 申請日: 2010-08-02
• 公開（公告）號: CN103052913A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 加藤裕
• 申請（專利權）人: NEC顯示器解決方案株式會社
• 主分類號: G03B21/16
• 分類號: G03B21/16;G03B21/00;G03B21/14
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 孫志湧;安翔

技術領域

本發明涉及一種使用LED（發光二極管）的投影型顯示裝置以及冷卻其光源的方法。

背景技術

迄今用于將圖像投影到屏幕上的投影型顯示裝置通常采用高壓汞燈作為光源。近年來，已經注意到采用LED以代替高壓汞燈的投影型顯示裝置。

LED的有利之處在于可比高壓汞燈更快地調節其亮度。因此，采用LED作為光源的投影型顯示裝置能夠通過取決于周圍區域的亮度對LED的亮度進行調節來取決于周圍區域的亮度對投影圖像的亮度進行調節。因為可防止將LED激勵到比需要更高的亮度級，因此降低了投影型顯示裝置的功耗。

LED具有在約5%至15%范圍內的低功率轉換效率（WPE：Wall?Plug?Efficiency(插座效率)），所述功率轉換效率表示光輸出功率與施加的電功率的比率。施加的電功率的大部分被轉換成熱量，這勢必增大了LED的結溫Tj。如果LED的結溫Tj高于某個級別，那么LED的光輸出功率會突然降低。因此，采用LED作為光源的投影型顯示裝置通常使LED冷卻使得LED的結溫Tj不會超過最大結溫Tj（max）。通常通過諸如能夠取決于施加的電功率的量來調節冷卻功率的珀耳帖設備這樣的冷卻裝置來使LED冷卻（參見專利文獻1）。

圖1是示出了具有用于冷卻LED的冷卻裝置并且能夠取決于周圍區域的亮度改變LED的亮度的投影型顯示裝置的配置的方框圖。

如圖1所示，投影型顯示裝置200包括：光源204R，204G，204B，用于分別發射出紅色光束、綠色光束、以及藍色光束；冷卻器205R，205G，205B，用于使相應的光源204R，204G，204B冷卻；以及調節器201，用于調節施加到光源204R，204G，204B上的電功率的量以及施加到冷卻器205R，205G，205B上的電功率的量。

光源204R，204G，204B的每一個包括LED以及容納LED的LED殼體。冷卻器205R，205G，205B的每一個包括珀耳帖設備。

調節器201通過取決于檢測周圍區域的亮度的光傳感器202的檢測結果來對下述施加的光源電功率W的量進行調節來調節每個LED的亮度，所述施加的光源電功率W的量為施加到LED上的電功率的量。

調節器201還取決于對相應的光源204R，204G，204B的LED殼體的殼溫Tc進行檢測的光源殼溫檢測器210R，210G，210B的檢測結果對下述施加的冷卻器電功率的量進行調節，所述施加的冷卻器電功率的量為施加到冷卻器205R，205G，205B上的電功率的量。

通常，眾所周知的是在LED的結溫Tj與LED殼體的殼溫Tc之間滿足等式“Tj＝If×Vf（1－WPE/100）×Rj－c+Tc”，其中If表示LED的正向電流，Vf表示LED的正向電壓(forward?voltage)，WPE表示LED的功率轉換效率，并且Rj－c表示LED結與LED殼體之間的熱阻。在上述等式中，正向電流(forward?current)If與正向電壓Vf的乘積If×Vf表示為施加到LED上的施加的電源電功率W的量。功率轉換效率WPE和熱阻Rj－c通常被認為是為每個LED所確定的常數。

從上述等式可知，如果施加的電源電功率W的量是恒定的，那么唯一地確定在結溫Tj是最大結溫Tj（max）時為殼溫Tc的最大殼溫。如果對施加的冷卻器電功率的量進行調節使得殼溫Tc變為最大殼溫，那么結溫Tj不會超過最大結溫Tj（max）。

然而，利用投影型顯示裝置200，因為施加的電源電功率W的量取決于周圍區域的亮度而變，因此最大殼溫也變化。更具體地說，當施加的電源電功率W的量變大時，最大殼溫降低。為了在即使最大殼溫變化的情況下結溫Tj也不會超過最大結溫Tj（max），調節器201對施加的冷卻器電功率的量進行調節使得當施加的電源電功率W的量具有上限值時使殼溫Tc等于最大殼溫。

背景技術文獻

專利文獻1：JP2004–342557A

發明內容

本發明要解決的問題

利用圖1所示的投影型顯示裝置200，當取決于周圍區域的亮度來調節施加的電源電功率W的量時，施加的電源電功率W的量可以偶而地比上限值低。此時的最大結溫低于施加的電源電功率W具有上限值時的最大結溫。因此，通過降低施加的冷卻器電功率的量來降低珀耳帖設備的冷卻能力，可防止結溫Tj超過最大結溫Tj（max）。

然而，由于投影型顯示裝置200對施加的冷卻器電功率的量進行調節使得當施加的電源電功率W的量具有上限值時殼溫Tc總是等于最大殼溫，因此冷卻LED所消耗的電功率的量大于必需的。