CN106461201A - 照明装置及显示装置 - Google Patents
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Abstract
一种照明单元,该照明单元配置有:发光器件,具有连接表面,并且在该连接表面上配置有端子;保持构件,该发光器件被容纳在其中;布线板,该布线板在离该发光器件的连接表面一段距离处设置并电连接至该端子;和散热器,该散热器包括与所述发光器件的连接表面邻接的邻接部。
Description
技术领域
本技术涉及包括发光器件(诸如激光器)的照明单元以及使用这种照明单元进行图像显示的显示装置。
背景技术
作为投影仪(投射型显示装置)的主要部件之一的光学模块通常由包括发光器件的照明光学系统(照明单元)和包括空间调制器件的投射光学系统构成。近年来,作为投影仪的发光器件,激光器受到关注。
激光器容纳在保持构件中。例如,在照明单元中,散热器这样设置以便与保持构件接触,且从激光器发出的热量通过保持构件转移到散热器(例如,参照PTL 1和PTL 2)。
引文列表
专利文献
PTL 1:日本未审查专利申请公开号2011-134668
PTL 2:日本未审查专利申请公开号2013-65507
发明内容
然而,发光器件通过这种照明单元得不到充分冷却,且需要进一步提高散热效率。
因此,期望提供对发光器件进行高效散热的照明单元及显示装置。
根据本技术的实施例的照明单元包括:发光器件,该发光器件具有耦接表面并包括设置在耦接表面上的端子;保持构件,该保持构件容纳发光器件;布线基板,该布线基板与发光器件的耦接表面分开设置并与端子电耦接;和散热器,该散热器包括与发光器件的耦接表面邻接的邻接部。
根据本技术的实施例的显示装置包括:上述根据本技术的实施例的照明单元;和投射单元,该投射单元投射来自照明单元的照明光。
在根据本技术的实施例的照明单元及显示装置中,散热器包括与发光器件邻接的邻接部。因此,热量从发光器件直接转移到散热器,而无需保持构件。
根据本技术的实施例的照明单元及显示装置,热量从发光器件直接转移到散热器,从而能够提高发光器件的散热效率。请注意,本文中所述的效果是非限制性的。通过本技术获得的效果可以是本公开中所述的效果中的一个或更多个效果。
附图说明
图1为示意图,示出了根据本技术的实施例的显示装置的整个构造。
图2为俯视图,示出了图1所示的光源单元的示意性构造。
图3为示意图,示出了沿图2所示线III-III截取的横截面构造。
图4为仰视图,示出了图2所示的光源单元的构造。
图5为平面图,示出了图2所示的保持构件的构造以及红色激光器和布线基板。
图6为示意图,示出了包括在图1所示的光源单元中的光学构件。
图7为俯视图,示出了制造图2所示的光源单元的步骤实例。
图8为俯视图,示出了图7步骤之后的步骤。
图9为俯视图,示出了图8步骤之后的步骤。
图10为俯视图,示出了图2所示的散热器的构造;
图11为横截面示意图,示出了根据比较例的光源单元的构造。
图12为横截面示意图,示出了根据变形例1的光源单元的构造。
图13为横截面示意图,示出了根据变形例2的光源单元的构造。
图14为俯视图,示出了根据变形例3的光源单元的构造。
图15为俯视图,示出了图14所示的散热器的另一个实例。
图16为俯视图,示出了根据变形例4的光源单元的构造。
具体实施方式
下文参考附图对本技术的一些实施例进行详细说明。请注意,按下列顺序进行说明。
1.实施例(显示装置)
2.变形例1(照明单元:包括温度传感器的实例)
3.变形例2(照明单元:端子是弯曲的实例)
4.变形例3(照明单元:保持构件与散热器一体化的实例)
5.变形例4(照明单元:包括多个散热器的实例)
<实施例>
【显示装置1的整个构造】
图1为示意图,示出了根据本技术的实施例的显示装置(显示装置1)的整个构造。显示装置1为投射图像(图像光)到屏幕60(投射表面)的投影仪,并包括照明单元1A,该照明单元1A沿光轴Z包括光源单元10和投射透镜50(投射单元),该投射透镜50(投射单元)投射来自照明单元1A的照明光。显示装置1还包括空间调制器件(图6中反射式液晶器件30,下文进行说明)。下文中,假设空间调制器件并入照明单元1A中,进行说明,然而,构造并不限于这种构造。
光源单元10将发出彼此不同的波长的光的两种或更多种发光器件容纳在单个封装中(两种或更多种发光器件进行封装)。在本实施例中,使用R、G和B三种激光源11(红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B)。光源单元10的详细构造在下文进行说明。
投射透镜50为将从光源单元10发出的图像光投射(放大和投射)到屏幕60的透镜,且可由例如多个透镜构成。
【光源单元10的详细构造】
图2为平面图,示出了光源单元10的顶表面的构造。图3为示意图,示出了沿图2线III-III截取的横截面构造,以及图4为示意图,示出了光源单元10的底表面的平面构造。光源单元10包括保持构件12、布线基板13、散热器14和排热构件15以及多个激光源11(红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B)。图2中,布线基板13由虚线表示。例如,保持构件12可形成为基本上长方形的平行六面体箱形,并包括底表面、各自从底表面向上升起的侧表面以及在侧表面的高度处面向底表面且具有开口的顶表面。图2中,未示出保持构件12的顶表面。红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B设置在保持构件12的侧表面上。红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B容纳在单个保持构件12中。从红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B发出的光的各个光轴形成平行于保持构件12的底表面和顶表面的平面(XY平面)。发光区域10L设置在光源单元10中,且图像光通过发光区域10L从空间调制器件进入投射透镜50,该空间调制器件并入光源单元10(照明单元1A)中。
红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B各自容纳在设置在保持构件12的侧表面(XZ平面或YZ平面)上的开口(图5中开口121,下文进行说明)中。红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B各自包括盘状杆部111(图3),且杆部111的表面之一(耦接表面111A)具有端子112。耦接表面111A设置在基本上平行于保持构件12的侧表面的方向上。换言之,耦接表面111A设置在垂直于保持构件12的底表面和顶表面的方向上。例如,端子112可在垂直于耦接表面111A的方向上延伸。例如,红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B各者上可设置两个端子112。在绿色激光器11G和蓝色激光器11B中,两个端子112设置在垂直方向(Z方向)上。在红色激光器11R中,两个端子112设置在深度方向(Y方向)上。例如,红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B中的两个激光器可设置在保持构件12的同一侧上,其余激光器可设置在不同侧上。换言之,红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B中的一个或更多个激光器这样设置以便使光轴方向彼此不同。多个激光源11中的一个或更多个激光源以上述方式这样设置以便使光轴方向彼此不同,这使得能够使光源单元10小型化。例如,绿色激光器11G和蓝色激光器11B可并排设置在保持构件12的长侧上(在X方向上),红色激光器11R可设置在保持构件12的短侧上(在Y方向上)。红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B可以任何布局进行设置。例如,红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B可逐一地设置在保持构件12的不同侧上。
图5为示意图,示出了红色激光器11R的耦接表面111A以及保持构件12的侧表面。绿色激光器11G和蓝色激光器11B也具有与红色激光器11R基本上相似的构造。设置在保持构件12的侧表面上的开口121可具有例如圆形,且从开口121露出红色激光器11R的耦接表面111A。定位部122设置在保持构件12的开口121上。例如,定位部122可为凸出到开口121的内侧的部分。定位部122可具有任何形状,且可为例如正方形凸部。凹槽部111N设置在红色激光器11R(以及绿色激光器11G和蓝色激光器11B)的杆部111上,且槽部111N与保持构件12的定位部122啮合以固定红色激光器11R的光轴的旋转方向。凹形定位部122可设置在保持构件12的开口121中,且凸部可设置在红色激光器11R的杆部111上。固定红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B的各个光轴的旋转方向使得能够将远场方向图(FFP)的长轴方向固定成预定角度。红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B的各个远场方向图的长轴方向可以合意地相互对齐。如上所述,保持构件12起到判定红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B各者与对应开口121的位置以及判定光轴与对应定位部122的旋转方向的作用。
用来固定散热器14的位置的导向部12G设置在保持构件12上(图2)。导向部12G可为例如在保持构件12的垂直方向上(在平行于耦接表面111A的方向上或在Z方向上)延伸的凹部。散热器14的凸部14P插入至导向部12G中,该导向部12G判定散热器14相对于保持构件12的位置。保持构件12的导向部12G可由凸部形成,且散热器14可具有凹部。导向部12G可优选设置在保持构件12的长侧和短侧各者上。
保持构件12与红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B接触。因此,保持构件12可优选由具有高散热性的材料形成。例如,保持构件12可由金属材料制成。更具体地,金属材料实例可包括铝、铝合金、锌、锌合金、镁、镁合金、铜和铜合金。例如碳或金属的填料可添加到树脂材料以形成保持构件12。保持构件12可通过例如压铸法、挤出成型法或切割法而成形。
例如,如图6所示,其他光学构件可与红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B一起容纳在保持构件12中(图2)。例如,耦合透镜21A,21B和21C、分色镜22A和22B、积分器(复眼透镜)23、聚光透镜24、偏振分束器25和反射式液晶器件(空间调制器件)30可设置在保持构件12中。这些光学构件的定位部和固定部设置在保持构件12的底表面上的顶表面侧上。光学构件可自具有开口的保持构件12的顶表面进行组装。例如,在定位之后,光学构件可通过诸如接合的方法进行固定。在光学构件进行组装之后,遮光保护罩(未示出)可连接到保持构件12的顶表面。保护罩可由例如金属板或树脂形成。
耦合透镜21A、分色镜22A和22B、积分器23和聚光透镜24自红色激光器11R侧以此顺序设置在红色激光器11R的光轴上。绿色激光器11G的光轴在分色镜22A中与红色激光器11R的光轴成直角相交。耦合透镜21B和分色镜22A自绿色激光器11G侧以此顺序设置在绿色激光器11G的光轴上。蓝色激光器11B的光轴在分色镜22B中与红色激光器11R的光轴成直角相交。耦合透镜21C和分色镜22B自蓝色激光器11B侧以此顺序设置在蓝色激光器11B的光轴上。
耦合透镜21A使从红色激光器11R发出的光基本上平行(图6),并将从红色激光器11R发出的光的指向角转换为等于或接近于平行光的指向角。耦合透镜21A设置在从红色激光器11R发出的光当中在指向角内的光进入的位置处。耦合透镜21B使从绿色激光器11G发出的光基本上平行(图6),并将从绿色激光器11G发出的光的指向角转换为等于或接近于平行光的指向角。耦合透镜21B设置在从绿色激光器11G发出的光当中在指向角内的光进入的位置处。耦合透镜21C使从蓝色激光器11B发出的光基本上平行,并将从蓝色激光器11B发出的光的指向角转换为等于或接近于平行光的指向角。耦合透镜21C设置在从蓝色激光器11B发出的光当中在指向角内的光进入的位置处。换言之,为红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B(为每个封装)分别逐一地设置耦合透镜21A、21B和21C。请注意,耦合透镜21A、21B和21C各者可由单个透镜或多个透镜构成。
分色镜22A和22B各自包括具有波长选择性的一个反光镜。请注意,上述反光镜可通过例如多层干涉膜的气相沉积而形成。分色镜22A允许已经从其后表面侧进入反光镜的光(已经从红色激光器11R侧进入反光镜的光)藉此通过到反光镜的前表面侧,并反射已经从其前表面侧进入反光镜的光(已经从绿色激光器11G侧进入反光镜的光)。相比之下,分色镜22B允许已经从其后表面侧进入反光镜的光(已经从分色镜22A侧进入反光镜的红色激光器11R和绿色激光器11G的光)藉此通过到反光镜的前表面侧,并反射已经从其前表面侧进入反光镜的光(已经从蓝色激光器11B侧进入反光镜的光)。换言之,分色镜22A和22B将分别从红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B发出的光通量组成为单个光通量。
积分器23使在反射式液晶器件30的照明范围内的光的照度分布(亮度分布)均一,且可由例如一个复眼透镜构成。积分器23可由一对复眼透镜构成。
聚光透镜24会聚来自由积分器23形成的多光源的光通量,从而以重叠方式照亮反射式液晶器件30的照明范围。
偏振分束器25设置在聚光透镜24和反射式液晶器件30之间的光路中。偏振分束器25为光学构件,该光学构件选择性地允许光的特定偏振分量(例如,P-偏振光)藉此通过,并选择性地反射光的其他偏振分量(例如,S-偏振光)。因此,从聚光透镜24侧进入偏振分束器25的光(例如,S-偏振光)被偏振分束器25选择性地反射,反射光然后进入反射式液晶器件30。
反射式液晶器件30根据与红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B的各个波长分量对应的彩色图像信号(所提供的图像信号)对来自聚光透镜24的光通量进行二维调制,由此生成图像光。反射式液晶器件30可由例如使用扭曲向列型(TN)液晶(具有正折射率各向异性的液晶分子)的液晶面板构成。更具体地,反射式液晶器件30具有使用TN型液晶的液晶层(未示出)夹在配对基板(未示出)之间的构造,基于图像信号的驱动电压施加于该配对基板,以使多个像素(未示出)排列成矩阵。
布线基板13的一端与红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B各者的端子112电耦接。布线基板13的一部分设置在面向红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B各者的耦接表面111A的位置处,与耦接表面111A相距一段距离(图3)。孔设置在面向耦接表面111A的布线基板13的一部分处,且端子112穿过孔(图5)。例如,端子112可通过焊接部131与布线基板13耦接。换言之,布线基板13在面向耦接表面111A的位置处与端子112耦接。布线基板13可为例如柔性印刷电路(FPC)板。布线基板13面向红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B各者的耦接表面111A,并在与耦接表面111A相交的方向上弯曲。例如,布线基板13自基本上平行于耦接表面111A的方向在基本上垂直于耦接表面111A的方向上弯曲,并沿保持构件12的顶表面延伸。布线基板13可沿保护罩(未示出)延伸,该保护罩连接到保持构件12的顶表面。一个布线基板13的第一端可例如形成分支,且分支端可分别与红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B的端子112电耦接。布线基板13的第二端与光源单元10的控制部(未示出)电耦接,且用来驱动红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B的信号通过布线基板13发送给端子112。
从红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B发出的热量可转移到散热器(散热器14)以对红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B进行冷却。散热器14与保持构件12的侧表面接触,并可包围例如保持构件12的三侧。散热器14包括底部142(图4),且底部142与保持构件12的底表面接触。多个翅片141设置在散热器14的外周上。设置多个翅片141增大了散热器14的表面积,从而提高散热效率。每个翅片141可为例如片状凸部,但可具有任何形状。用于形成散热器14的材料可与用于形成上述保持构件12的材料相似。更具体地,诸如铝、铝合金、锌、锌合金、镁、镁合金、铜和铜合金的金属材料或与填料一起添加的树脂材料可被用来形成散热器14。散热器14可通过例如压铸法、挤出成型法或切割法而成形。
散热器14与端子112这样分开设置以避免从保持构件12的侧表面凸出的红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B的端子112。在本实施例中,邻接部14CA和14CB(第一邻接部和第二邻接部)设置在散热器14上靠近端子112的位置处(图2和图3)。邻接部14CA和14CB与红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B各者的耦接表面111A邻接。虽然下文进行详细说明,但是这使热量从红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B直接转移到散热器14,而无需保持构件12。
邻接部14CA和邻接部14CB面向彼此,端子112置于它们之间。邻接部14CA与耦接表面111A的第一端部邻接,邻接部14CB与耦接表面111A的第二端部邻接(图2)。换言之,散热器14与耦接表面111A的两端邻接,端子112置于它们之间。邻接部14CA和14CB的至少一部分设置在布线基板13(面向耦接表面111A的部分)和耦接表面111A之间,并且例如,邻接部14CA和邻接部14CB之间的距离可能小于面向耦接表面111A的布线基板13的部分的宽度(图2和图3)。设置这种邻接部14CA和14CB增大了与耦接表面111A邻接的散热器14的部分的面积。导热层16设置在邻接部14CA和耦接表面111A之间以及邻接部14CB和耦接表面111A之间(图3)。导热层16可由例如导热软润滑脂形成。从红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B发出的热量通过导热层16转移到散热器14。
散热器14具有在面向耦接表面111A的位置处的分隔部14S,布线基板13置于它们之间,且邻接部14CA和邻接部14CB通过分隔部14S彼此连结。更具体地,连结部14RA设置在分隔部14S和邻接部14CA之间,连结部14RB设置在分隔部14S和邻接部14CB之间。邻接部14CA和14CB、连结部14RA和14RB以及分隔部14S这样设置以便包围端子112。在面向彼此的连结部14RA和连结部14RB(端子112置于它们之间)之间的距离大于邻接部14CA和邻接部14CB之间的距离,且还大于面向耦接表面111A的布线基板13的部分的宽度。邻接部14CA和14CB、连结部14RA和14RB以及分隔部14S设置成与底部142一体化。换言之,这些部分通过底部142相互连结。设置底部142、连结部14RA和14RB以及分隔部14S增大了散热器14的表面积,从而提高散热效率。翅片141可设置在分隔部14S的外周上。
散热器14的凸部14P设置在与保持构件12的导向部12G对应的位置处,且凸部14P与导向部12G啮合。凸部14P在垂直方向上(在平行于耦接表面111A的方向上,或在Z方向上)延伸。
排热构件15(图4)可设置在例如面向保持构件12的底表面(或散热器14的底部142)的位置处。排热构件15可为例如冷却风扇,且增大了在红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B附近通过的空气量,从而对红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B进行冷却。排热构件15可合意地设置成增大在散热器14的翅片141附近通过的空气量。排热构件15完全可以设置在对红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B进行均匀冷却的位置处,且排热构件15还可设置在保持构件12的顶表面上。
【制造光源单元10的方法】
这种光源单元10可例如以下列方式进行制造。
如图7和图8所示,首先,制备保持构件12,且红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B各自插入到保持构件12的对应开口121中并固定到保持构件12的对应开口121。
此后,布线基板13与红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B的相应端子112耦接,如图9所示。此时,当等于或大于散热器14的邻接部14CA和14CB的厚度的间隔部设置在布线基板13与红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B各者的耦接表面111A之间时,布线基板13与端子112耦接。例如,具有预定尺寸的夹具可置于耦接表面111A和布线基板13之间,并对布线基板13和端子112进行焊接。
此后,图10所示的散热器14设置在面向保持构件12的底表面的位置处。此时,导热层16设置在将与红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B各者的耦接表面111A接触的散热器14的部分处。导热层16可形成在红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B各者的耦接表面111A上。此后,散热器14的凸部14P的位置与保持构件12的导向部12G对齐,且凸部14P向上滑动(在Z方向上)。这使散热器14的底部142达到与保持构件12的底表面接触,且散热器14的位置是固定的。在散热器14被滑动之后,散热器14可通过例如螺纹连接固定到保持构件12。这使得能够容易且可靠地将导热层16设置在耦接表面111A与散热器14的邻接部14CA和14CB之间。
在散热器14固定到保持构件12之后,排热构件15并入到保持构件12以完成图2至图4所示的光源单元10。
【显示装置1的操作】
在显示装置1中,从照明单元1A的红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B发出的光通过偏振分束器25进行偏振和分离,且光的一个偏振分量(例如,S-偏振光)进入反射式液晶面板30。在反射式液晶面板30中,根据图像信号对入射光进行调制并进行反射,由此产生图像光。图像光通过偏振分束器25从发光区域10L中提取。光进入投射透镜50,然后投射(放大和投射)到屏幕60。
此时,在光源单元10中,红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B以时分方式按顺序生成光(执行脉冲发光),并发出激光。然后,在反射式液晶面板30中,根据每个颜色分量(红色分量、绿色分量和蓝色分量)的对应图像信号以时分方式对彩色激光按顺序进行调制。因此,在显示装置1中执行基于图像信号的彩色图像显示。
【显示装置1的作用】
因为在显示装置1的光源单元10中,热量从红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B直接转移到散热器14,所以能够提高散热效率。下文对作用进行说明。
图11为示意图,示出了根据比较例的光源单元200的横截面构造。在光源单元200中,布线基板213设置成与蓝色激光器11B(或红色激光器11R或绿色激光器11G)的耦接表面111A邻接。端子112通过焊接部212与布线基板213耦接。因此,散热器214与蓝色激光器11B的耦接表面111A分开设置,并与保持构件12接触。即使散热器214能够设置成与自布线基板213进行加宽的耦接表面111A的部分邻接,与耦接表面111A邻接的散热器214的部分的面积也减小。在这种光源单元10中,从蓝色激光器11B发出的热量很难直接转移到散热器214。因此,热量通过保持构件12转移到散热器214。这降低了散热效率。
相比之下,在光源单元10中,布线基板13与红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B各者的耦接表面111A分开设置。这使得能够将散热器14的部分(邻接部14CA和14CB)设置成与耦接表面111A邻接。此外,与散热器14邻接的耦接表面111A的部分的表面也增大。散热器14具有这种邻接部14CA和14CB,这使从红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B发出的热量直接转移到具有高散热性的散热器14,而无需其他构件,诸如保持构件12。因此,与上述光源单元200相比,能够提高散热效率。
如上所述,在本实施例中,散热器14包括邻接部14CA和14CB。因此,热量从红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B各者的耦接表面111A直接转移到散热器14,而无需保持构件12。这使得能够提高红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B的散热效率。
此外,散热器14从保持构件12的底表面并入保持构件12中。因此,即使在端子112和布线基板13彼此耦接之后,散热器14也可容易连接。在散热器14连接到保持构件12之后,端子112和布线基板13可彼此耦接。在这种情况下,虽然散热器可连接在保持构件12的各个方向上,但是因为用来耦接端子112与布线基板13的作业空间被固定,所以很难增大散热器14的表面积。因此,在端子112和布线基板13彼此耦接之后将散热器14连接到保持构件12使得能够增大散热器14的表面积并相应地提高散热效率。
下文中,说明上述实施例的变形例。与上述实施例的部件相同的部件由相同附图标记表示,并适当地省略其说明。
<变形例1>
图12为示意图,示出了根据变形例1的光源单元(光源单元10A)的横截面构造。在光源单元10A中,温度传感器17安装在布线基板13上。除了这一点,光源单元10A具有与光源单元10的构造相似的构造,且还具有与光源单元10的作用和效果相似的作用和效果。
温度传感器17检测在蓝色激光器11B(以及红色激光器11R和绿色激光器11G)附近的温度,且可为例如热敏电阻。设置温度传感器17使得能够对由温度变化引起的激光特性变化进行校正并进行功率控制以防止温度急剧上升。
在包括温度传感器17的光源单元10A中,排热构件15(图4)可优选设置在与布线基板13的抽取方向相反的方向上。换言之,布线基板13的至少一部分可优选设置在保持构件12的第一表面上,排热构件15可设置在保持构件12的第二表面上。例如,当布线基板13沿保持构件12的顶表面延伸时,排热构件15可优选设置在面向保持构件12的底表面的位置处。这使散热器14(底部142、邻接部14CA和14CB以及分隔部14S)能够阻挡来自排热构件15的风,从而减小排热构件15对温度传感器17的影响。
<变形例2>
图13为示意图,示出了根据变形例2的光源单元(光源单元10B)的横截面构造。在光源单元10B中,布线基板(布线基板13A)和端子(端子112A)在光源单元10B的顶表面上彼此耦接。除了这一点,光源单元10B具有与光源单元10的构造相似的构造,且还具有与光源单元10的作用和效果相似的作用和效果。
布线基板13以平面形状设置在光源单元10B的顶表面上。端子112A自基本上垂直于耦接表面111A的方向在基本上平行于耦接表面111A的方向上弯曲并延伸。端子112A在平面视图中(在XZ平面上)延伸至耦接表面111A的外部,并穿过布线基板13A。如上所述弯曲端子112A使得能够在平面视图中使端子112A与布线基板13A在耦接表面111A外侧的位置处耦接。在这种光源单元10B中,即使散热器14连接到保持构件12,也容易确保作业空间并使端子112A与布线基板13A耦接。换言之,在散热器14被连接之后,能够使端子112A与布线基板13A耦接,而不会减小散热器14的表面积。
<变形例3>
图14为示意图,示出了根据变形例3的光源单元(光源单元10C)的顶表面的平面构造。光源单元10C的散热器(散热器84)兼作散热器并还兼作保持构件。除了这一点,光源单元10C具有与光源单元10的构造相似的构造,且还具有与光源单元10的作用和效果相似的作用和效果。图4中,未示出布线基板13。
在散热器84中,保持构件与散热器一体化。换言之,散热器84将红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B容纳在其中,并具有对红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B进行冷却的功能。在如上所述保持构件与散热器一体化的光源单元10C中,能够进一步提高散热效率。和散热器14(图2)一样,散热器84可优选包括翅片841,以增大表面积。
散热器84完全可以包括与红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B各者的耦接表面111A邻接的邻接部84CA和84CB,且散热器84无需包括面向耦接表面111A的部分(例如,图15中分隔部84S,下文进行说明)(图13)。当散热器84不包括面向耦接表面111A的部分时(图14),在将布线基板焊接到红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B的相应端子中能够提高可加工性。
如图15所示,散热器84可包括面向耦接表面111A的分隔部84S。邻接部84CA和邻接部84CB通过分隔部84S彼此连结。连结部84RA设置在分隔部84S和邻接部84CA之间,连结部84RB设置在分隔部84S和邻接部84CB之间。设置具有分隔部84S以及连结部84RA和84RB的散热器84增大了散热器84的表面积,从而提高散热效率。
<变形例4>
图16为示意图,示出了根据变形例4的光源单元(光源单元10D)的横截面构造。在光源单元10D中,散热器(散热器94-1和94-2)分别设置在保持构件12的长侧和短侧上。除了这一点,光源单元10D具有与光源单元10的构造相似的构造,且还具有与光源单元10的作用和效果相似的作用和效果。图15中,未示出布线基板13。
光源单元10包括散热器94-1和94-2,且散热器94-1与散热器94-2分开。例如,散热器94-1可沿保持构件12的长侧而设置,散热器94-2可沿保持构件的短侧而设置。散热器94-1的邻接部94-1CA和94-1CB与绿色激光器11G和蓝色激光器11B各者的耦接表面111A接触,散热器94-2的邻接部94-2CA和94-2CB与红色激光器11R的耦接表面111A接触。散热器94-1和94-2可分别包括面向耦接表面111A的分隔部94-1S和94-2S。在散热器94-1中,邻接部94-1CA和邻接部94-1CB通过分隔部94-1S彼此连结。连结部94-1RA设置在分隔部94-1S和邻接部94-1CA之间,连结部94-1RB设置在分隔部94-1S和邻接部94-1CB之间。在散热器94-2中,邻接部94-2CA和邻接部94-2CB通过分隔部94-2S彼此连结。连结部94-2RA设置在分隔部94-2S和邻接部94-2CA之间,连结部94-2RB设置在分隔部94-2S和邻接部94-2CB之间。
上文中,虽然已经参考实施例及变形例对本技术进行说明,但是本技术并不限于上述示范性实施例,且可作出各种修改。例如,虽然在上述示范性实施例中已经说明了光源单元中的多个发光器件中的任何一个发光器件为激光源的情况,但是发光器件并不限于激光源。可选择地,可包括另一个发光器件(诸如发光二极管(LED)),或LED和激光源可进行合并和设置。
此外,上述示范性实施例说明了光源单元包括三个激光源11(红色激光器11R、绿色激光器11G和蓝色激光器11B)的情况,然而,光源单元可包括四个或更多个激光源11。可选择地,光源单元可由一个或两个激光源11构成。
此外,图14示出了散热器84不具有分隔部的情况,散热器14(图2)以及散热器94-1和94-2不需要具有分隔部(图16)。
此外,上述示范性实施例说明了耦合透镜21A,21B和21C、分色镜22A和22B、积分器23、聚光透镜24、偏振分束器25以及反射式液晶器件30与激光源11一起设置在保持构件12中的情况,然而,构造并不限于这种构造。例如,也可以将耦合透镜21A、21B和21C,分色镜22A和22B,积分器23以及聚光透镜24与激光源11一起设置在保持构件12中以及将偏振分束器25和反射式液晶器件30设置在保持构件12的外部。保持构件12完全可以至少具有激光源11,且光学构件完全可以进行适当设置。
上述示范性实施例以空间调制器件为例说明了反射式液晶面板。然而,空间调制器件并不限于反射式液晶面板,且可为例如透射式液晶面板或数字微镜器件(DMD)。此外,本技术还适用于激光扫描投影仪的照明单元(光源单元),该激光扫描投影仪使用微机电系统(MEMS)反光镜而无需使用空间调制器件。
此外,上述示范性实施例具体说明了照明单元及显示装置的部件(光学系统),然而,并不一定提供所有部件,且还可包括其他部件。
此外,虽然上述实施例以显示装置为例说明了投影仪,但是本技术还适用于直观式显示装置、曝光装置(诸如步进式曝光装置)和传感器装置。
请注意,本说明书中所述的效果是说明性的和非限制性的。通过本技术获得的效果可以是除上述效果之外的效果。
应当注意,本技术的实施例可具有下列构造。
(1)一种照明单元,包括:
发光器件,具有耦接表面,所述发光器件包括设置在所述耦接表面上的端子;
保持构件,该保持构件容纳所述发光器件;
布线基板,该布线基板与所述发光器件的所述耦接表面分开设置并与所述端子电耦接;和
散热器,该散热器包括与所述发光器件的所述耦接表面邻接的邻接部。
(2)根据(1)所述的照明单元,其中所述散热器具有翅片。
(3)根据(1)或(2)所述的照明单元,其中:
所述布线基板在面向所述耦接表面的位置处与所述端子耦接,以及
所述邻接部的至少一部分设置在所述布线基板和所述耦接表面之间。
(4)根据(1)至(3)中任一项所述的照明单元,其中所述布线基板面向所述耦接表面并在与所述耦接表面相交的方向上弯曲。
(5)根据(1)至(4)中任一项所述的照明单元,其中所述散热器包括与所述耦接表面的第一端部邻接的第一邻接部和与所述耦接表面的第二端部邻接的第二邻接部。
(6)根据(1)至(5)中任一项所述的照明单元,其中所述散热器包括面向所述耦接表面的分隔部和设置在所述分隔部和所述邻接部之间的连结部。
(7)根据(1)至(6)中任一项所述的照明单元,其中所述布线基板安装有温度传感器,该温度传感器检测在所述发光器件附近的温度。
(8)根据(1)至(7)中任一项所述的照明单元,还包括排热构件,该排热构件对所述发光器件进行冷却,其中:
所述布线基板的至少一部分设置在所述保持构件的第一表面上,所述排热构件设置在所述保持构件的第二表面上。
(9)根据(1)或(2)所述的照明单元,其中所述端子在平面视图中在所述耦接表面外侧的位置处与所述布线基板耦接。
(10)根据(1)至(9)中任一项所述的照明单元,其中所述保持构件包括导向部,以判定所述散热器的位置。
(11)根据(10)所述的照明单元,其中所述导向部为在平行于所述耦接表面的方向上延伸的凸部或凹部。
(12)根据(1)至(11)中任一项所述的照明单元,其中所述发光器件包括多个发光器件。
(13)根据(12)所述的照明单元,其中所述多个发光器件中的两个或更多个发光器件设置成具有彼此不同的光轴方向。
(14)根据(12)或(13)所述的照明单元,其中一个散热器为所述多个发光器件而设置。
(15)根据(1)至(14)中任一项所述的照明单元,其中所述保持构件包括开口,该开口容纳所述发光器件。
(16)根据(15)所述的照明单元,其中:
所述发光器件包括具有槽部的杆部,以及
所述保持构件的所述开口包括定位部,该定位部与所述发光器件的所述槽部啮合。
(17)根据(1)至(16)中任一项所述的照明单元,还包括光学构件,所述光学构件容纳在所述保持构件中。
(18)根据(1)至(17)中任一项所述的照明单元,其中导热层设置在所述邻接部和所述发光器件之间。
(19)根据(1)至(18)中任一项所述的照明单元,其中所述保持构件与所述散热器一体化。
(20)一种显示装置,具有照明单元和投射单元,该投射单元投射来自所述照明单元的照明光,所述照明单元包括:
发光器件,具有耦接表面,所述发光器件包括设置在所述耦接表面上的端子;
保持构件,该保持构件容纳所述发光器件;
布线基板,该布线基板与所述发光器件的所述耦接表面分开设置并与所述端子电耦接;和
散热器,该散热器包括与所述发光器件的所述耦接表面邻接的邻接部。
本申请是基于2014年5月21日向日本专利局提交的日本专利申请号2014-105136并主张其优先权,其全部内容以引用方式并入本文中。
本领域技术人员应当理解,根据设计需求和其他因素,可以进行各种修改、组合、子组合和变形,均应包括在所附权利要求或其等同物的范围之内。
Claims (20)
1.一种照明单元,包括:
发光器件,具有耦接表面,所述发光器件包括设置在所述耦接表面上的端子;
保持构件,该保持构件容纳所述发光器件;
布线基板,该布线基板与所述发光器件的所述耦接表面分开设置并与所述端子电耦接;和
散热器,该散热器包括与所述发光器件的所述耦接表面邻接的邻接部。
2.根据权利要求1所述的照明单元,其中所述散热器具有翅片。
3.根据权利要求1所述的照明单元,其中:
所述布线基板在面向所述耦接表面的位置处与所述端子耦接,以及
所述邻接部的至少一部分设置在所述布线基板和所述耦接表面之间。
4.根据权利要求3所述的照明单元,其中所述布线基板面向所述耦接表面并向与所述耦接表面相交的方向弯曲。
5.根据权利要求1所述的照明单元,其中所述散热器包括与所述耦接表面的第一端部邻接的第一邻接部和与所述耦接表面的第二端部邻接的第二邻接部。
6.根据权利要求1所述的照明单元,其中所述散热器包括面向所述耦接表面的分隔部和设置在所述分隔部和所述邻接部之间的连结部。
7.根据权利要求1所述的照明单元,其中所述布线基板安装有温度传感器,该温度传感器检测在所述发光器件附近的温度。
8.根据权利要求7所述的照明单元,还包括排热构件,该排热构件对所述发光器件进行冷却,其中:
所述布线基板的至少一部分设置在所述保持构件的第一表面上,所述排热构件设置在所述保持构件的第二表面上。
9.根据权利要求1所述的照明单元,其中所述端子在平面视图中在所述耦接表面外侧的位置处与所述布线基板耦接。
10.根据权利要求1所述的照明单元,其中所述保持构件包括导向部,以判定所述散热器的位置。
11.根据权利要求10所述的照明单元,其中所述导向部为在平行于所述耦接表面的方向上延伸的凸部或凹部。
12.根据权利要求1所述的照明单元,其中所述发光器件包括多个发光器件。
13.根据权利要求12所述的照明单元,其中多个所述发光器件中的两个或更多个发光器件设置成具有彼此不同的光轴方向。
14.根据权利要求12所述的照明单元,其中一个散热器为多个所述发光器件而设置。
15.根据权利要求1所述的照明单元,其中所述保持构件包括开口,该开口容纳所述发光器件。
16.根据权利要求15所述的照明单元,其中:
所述发光器件包括具有槽部的杆部,以及
所述保持构件的所述开口包括定位部,该定位部与所述发光器件的所述槽部啮合。
17.根据权利要求1所述的照明单元,还包括光学构件,所述光学构件容纳在所述保持构件中。
18.根据权利要求1所述的照明单元,其中导热层设置在所述邻接部和所述发光器件之间。
19.根据权利要求1所述的照明单元,其中所述保持构件与所述散热器一体化。
20.一种显示装置,具有照明单元和投射单元,该投射单元投射来自所述照明单元的照明光,所述照明单元包括:
发光器件,具有耦接表面,所述发光器件包括设置在所述耦接表面上的端子;
保持构件,该保持构件容纳所述发光器件;
布线基板,该布线基板与所述发光器件的所述耦接表面分开设置并与所述端子电耦接;和
散热器,该散热器包括与所述发光器件的所述耦接表面邻接的邻接部。
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