WO2018042524A1 - 光源装置および投写型表示装置、半導体発光素子の冷却方法 - Google Patents
光源装置および投写型表示装置、半導体発光素子の冷却方法 Download PDFInfo
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Definitions
- the present invention relates to a light source device, a projection display device, and a semiconductor light emitting element cooling method.
- LED Light Emitting Diode
- LD Laser Diode
- Semiconductor light emitting devices such as light emitting diodes (LED: Light Emitting Diode) and semiconductor lasers (LD: Laser Diode) used as light sources for projection display devices emit light when electricity flows, but they also generate heat during light emission. .
- LED Light Emitting Diode
- LD Laser Diode
- Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2015-130461
- a cooling method for a semiconductor light emitting device an installation member in which a semiconductor laser is installed is provided in the internal space of a sealed housing, and a coolant flow is provided inside the installation member.
- a technique is disclosed in which a passage is provided and an inlet end and an outlet end of a refrigerant flow path are used as an external space of a sealed casing.
- a semiconductor light emitting element to be cooled is cooled by a refrigerant flow path.
- the refrigerant channel receives heat to be cooled by a refrigerant such as liquid or gas circulating inside the refrigerant channel.
- the received refrigerant is discharged from the outlet of the refrigerant flow path to the radiator, cooled by heat dissipation by the radiator, and then recirculated to the inlet of the cooling flow path by the pump.
- the temperature of the refrigerant circulating in the refrigerant channel rises due to heat reception, and the temperature at the outlet of the refrigerant channel becomes higher than the temperature at the inlet.
- the temperature of the semiconductor light-emitting elements to be cooled is not uniform because the temperature of the refrigerant differs between the inlet and the outlet. Since the output intensity of the semiconductor light emitting element varies depending on the operating temperature, uneven brightness occurs in the output light of each semiconductor light emitting element, and further, uneven color occurs in the image light projected from the projection display device. .
- a light source device includes a plurality of semiconductor light emitting elements, A light source bank that houses the plurality of semiconductor light emitting elements; A light source bank holding member on which the light source bank is mounted on a first surface and a cooling mechanism is provided on a second surface which is the back surface of the first surface; The cooling mechanism is A heat dissipating part provided at a position corresponding to the light source bank across the light source bank holding member; A flow path cover covering the second surface including the heat radiating portion; An inflow terminal that is provided in the flow path cover and into which the refrigerant flows; An outflow terminal that is provided in the flow path cover and that forms a flow path by the heat radiating portion between the inflow terminal and the refrigerant flows out; A first channel formed between the inflow terminal and the heat radiating unit and having a resistance smaller than that of the channel formed in the heat radiating unit.
- a projection display device includes the light source device described above.
- a method for cooling a semiconductor light emitting device is a method for cooling a semiconductor light emitting device for cooling a plurality of semiconductor light emitting devices housed in a light source bank,
- the light source bank is mounted on the first surface of the light source bank holding member, and a cooling mechanism is provided on the second surface which is the back surface of the first surface,
- a heat dissipating part is provided at a position corresponding to the light source bank across the light source bank holding member, Cover the second surface including the heat radiating portion with a flow path cover, An inflow terminal into which the refrigerant flows is provided in the flow path cover, An outflow terminal from which the refrigerant flows out is provided in the flow path cover so that a flow path by the heat radiating portion is formed between the inflow terminal, A first flow path having a smaller resistance than the flow path formed in the heat radiating portion is formed between the inflow terminal and the heat radiating portion.
- FIG. A is a figure which shows the cross-sectional structure of the inflow port 101 part in FIG. 6,
- (b) is a figure which shows the cross-sectional structure of the outflow port 102 part in FIG.
- FIG. A is a figure which shows the cross-sectional structure of the inflow port 101 part in FIG. 6
- (b) is a figure which shows the cross-sectional structure of the outflow port 102 part in FIG.
- FIG. A) is a figure which shows the cross-sectional structure of the inflow port 101 part in FIG. 6
- (b) is a figure which shows the cross-sectional structure of the outflow port 102 part in FIG.
- FIG. 1 is an exploded perspective view showing a configuration of an embodiment of a light source device according to the present invention
- FIGS. 2 and 3 are perspective views showing an assembly thereof.
- the light source device of the present embodiment includes an inflow port 101, an outflow port 102, a flow path cover 103, a heat radiating unit 104, a light source bank holding member 105, a light source substrate 106, and a light source bank 107. ing.
- the light source bank holding member 105 is formed with a plurality of parallel fin-shaped heat radiating portions 104, and the flow path cover 103 covering the heat radiating portions 104 is provided with an inlet 101 and an outlet 102 serving as refrigerant inlets and outlets. Yes.
- a light source substrate holding member 201 and a light source bank 107 are mounted on the side of the light source bank holding member 105 where the heat radiating portion 104 is not formed.
- the three light source banks 107 accommodate three light source substrates 106.
- eight semiconductor light emitting elements 301 which are LDs are mounted as shown in FIG. 3, and the emitted light of each semiconductor light emitting element 301 corresponds to each semiconductor light emitting element in the light source bank 107. Then, the light is emitted from the provided opening.
- the light source bank 107 is in direct contact with the CAN-type semiconductor light emitting element 301 and the light source bank holding member 105 to be accommodated.
- each semiconductor light emitting element 301 is interposed via the light source bank 107 and the light source bank holding member 105. Cooling is performed by a cooling mechanism including a heat radiating unit 104 provided on the light source bank holding member 105.
- FIG. 4 to 7 are diagrams for explaining the cooling operation performed in the present embodiment, FIG. 4 is a plan view, and FIG. 5 is a progress state of the refrigerant with the flow path cover 103 of FIG. 4 removed.
- FIG. 6 is a cross-sectional view showing the plan view.
- the flow path cover 103 of the present embodiment covers the fin-shaped heat radiating portion 104 formed on the light source bank holding member 105 to form a flow path, but between the inlet 101 and the light source bank holding member 105. Is provided with a fin-shaped heat radiating portion 104, and no fin-shaped heat radiating portion 104 is provided between the outlet 102 and the light source bank holding member 105. Further, as shown in the plan view of FIG. 4 and the cross-sectional view of FIG. 6, the heat radiating section 104 is connected to the inlet 101 side, and communicates with the inlet 101, from the inlet 101 to the outlet 102 side serving as the refrigerant outlet. A first flow path 401 that extends linearly is provided.
- the first flow path 401 forms a cooling mechanism together with the inflow port 101, the outflow port 102, the flow path cover 103, and the heat radiating portion 104.
- the fin shape that forms the rectangular heat radiating portion 104 is formed. Is formed in parallel so that the vertical direction in the drawing is the longitudinal direction, and the first flow path 401 has the longitudinal direction in the horizontal direction of the drawing and a substantially central portion of the opposite side parallel to the plurality of fin shapes of the passion portion 104. In addition, it is formed in an elongated shape so as to cover all of the fins forming the heat radiating portion 104.
- the first flow path 401 in which nothing is provided between the inlet 101 and the heat radiating portion 104 has a lower resistance than the flow path formed in the fin-shaped heat radiating portion 104, the refrigerant flowing from the inlet 101 First, the first flow path 401 is filled as shown by an arrow A in FIGS.
- each of the semiconductor light emitting elements 301 is cooled by the cooling mechanism including the heat radiating portion 104 provided in the light source bank holding member 105 via the light source bank 107 and the light source bank holding member 105.
- the light source bank 107 and the heat radiating portion 104 are provided on the light source bank holding member 105, and the positions where these are provided coincide with each other across the light source bank holding member 105 as shown in FIG.
- the refrigerant filling the first flow path 401 passes through the fin-shaped heat radiating portion 104 toward the surface where the heat radiating portion 104 of the light source bank holding member 105 is formed, as shown by an arrow B in FIGS.
- the refrigerant at the time of transition from the arrow A state to the arrow B state has not started the heat receiving operation from the heat radiating unit 104. For this reason, the temperature of the refrigerant toward the formation surface of the heat radiating portion 104 becomes the same regardless of the distance from the inlet 101, and the light source bank 107 and the semiconductor light emitting element 301 accommodated in the light source bank 107 are cooled under the same conditions.
- the refrigerant that has reached the formation surface of the heat dissipating part 104 passes through the side of the fin-shaped heat dissipating part 104 toward the outlet 102 as shown by an arrow C in FIGS. As shown by the arrow D in FIG.
- FIG. 7A is a diagram showing a cross-sectional structure of the inlet 101 portion in FIG. 6, and FIG. 7B is a diagram showing a cross-sectional structure of the outlet 102 portion in FIG.
- the first flow path 401 is formed in an elongated shape so as to cover all the fin shapes forming the heat radiating portion 104. For this reason, as shown to Fig.7 (a), the refrigerant
- the refrigerant that has passed through the heat radiation part 401 flows out from the outlet 102 as shown in FIG.
- the flow path cross sections of the inlet 101 and the outlet 102 have the same area, and the flow path cross section of the first flow path 401 also has the same area.
- the flow rates of the refrigerant flowing into the inflow port 101 and the refrigerant flowing out of the outflow port 102 are equal, and a smooth flow of the refrigerant is ensured. Can do.
- the smoothness of the flow of the refrigerant is further improved by making the cross-sectional area of the first flow path 401 the same as the cross-sectional area of the inflow port 101 and the outflow port 102.
- the output light from each semiconductor light emitting element is considered to have reduced luminance unevenness. Become.
- FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a projection display device provided with the light source device shown in the first embodiment.
- the projection display device 1100 includes a light source 1101 including the light source device described in the first embodiment, an optical engine unit 1102, an image forming unit 1103, and a projection lens (projection optical system) 1104. .
- the image forming unit 1103 includes display devices 1105 to 1107 that modulate light according to an image signal, and has a function of forming an image based on light emitted from the optical engine unit 1102.
- the display devices 1105 to 1107 digital micromirror devices (DMDs) that are reflective display elements are used.
- the image forming unit 1103 includes three display devices 1105 to 1107 corresponding to red light, green light, and blue light.
- the projection lens 1104 has a function of projecting light emitted from the image forming unit 1103 onto a screen 1109 and displaying the image as an image.
- the projection display apparatus 1100 includes a cooling device for cooling the DMD of the image forming unit.
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Abstract
複数の半導体発光素子をより均一に冷却するもので、複数の半導体発光素子と、前記複数の半導体発光素子を収容する光源バンクと、第1の面に前記光源バンクを搭載し、前記第1の面の裏面である第2の面に冷却機構が設けられる光源バンク保持部材と、を有し、前記冷却機構は、前記光源バンク保持部材を挟んで前記光源バンクに対応する位置に設けられた放熱部と、前記第2の面を、前記放熱部を含めて覆う流路カバーと、前記流路カバーに設けられ、冷媒が流入する流入端子と、 前記流路カバーに設けられ、前記流入端子との間に前記放熱部による流路が形成される、冷媒が流出する流出端子と、 前記流入端子と前記放熱部との間に形成され、前記放熱部に形成される流路よりも抵抗が小さな第1流路と、を有する。
Description
本発明は、光源装置および投写型表示装置、半導体発光素子の冷却方法に関するものである。
投写型表示装置の光源などに使用される発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)や半導体レーザー(LD:Laser Diode)などの半導体発光素子は電気を流すことで発光するが、発光時に熱も発生させる。半導体発光素子の温度が上昇すると発光効率が下がり、十分な光量が得られなくなり、半導体発光素子の寿命も短くなる。投写型表示装置において、安定的に光学性能を発揮させ、その性能を継続的に維持するためには、半導体発光素子を冷却して使用時の温度を一定温度以下に制御する必要がある。
特許文献1(特開2015-130461号公報)には、半導体発光素子の冷却方式として、密閉筐体の内部空間内に半導体レーザーが設置される設置部材を設け、設置部材の内部には冷媒流路を設け、冷媒流路の入り口端部と出口端部を密閉筐体の外部空間とする技術が開示されている。
特許文献1に開示される技術では、冷却対象である半導体発光素子を冷媒流路により冷却している。冷媒流路は、冷媒流路の内部を循環する液体や気体などの冷媒により冷却対象の熱を受熱する。受熱した冷媒は、冷媒流路の出口からラジエーターに排出され、ラジエーターによる放熱が行われることで冷却された後に、再度ポンプにより冷却流路の入り口に還流される。
冷媒流路の内部を循環する冷媒の温度は受熱により上昇し、冷媒流路の出口部での温度は入り口部での温度よりも高くなってしまう。
近年の投写型表示装置には高輝度のものが求められている。これに伴い、光源を構成する半導体発光素子には高出力のものが複数用いられるようになっている。出射面を同じとする複数の半導体発光素子をアレイ状に配置することで、光源としての輝度は高いものとなるが、その分、発熱量も増加する。
複数の半導体発光素子を特許文献1に開示されるような冷媒流路を用いて冷却すると、冷媒の温度が入り口部と出口部で異なることから冷却される半導体発光素子の温度が均一にならない。半導体発光素子は動作温度によりその出力強度が変動するため、各半導体発光素子の出力光に輝度ムラが発生し、さらには投写型表示装置より投写される映像光にも色ムラが発生してしまう。
本発明は、複数の半導体発光素子をより均一に冷却する光源装置および投写型表示装置、半導体発光素子の冷却方法を提供することを目的としている。
本発明による光源装置は、複数の半導体発光素子と、
前記複数の半導体発光素子を収容する光源バンクと、
第1の面に前記光源バンクを搭載し、前記第1の面の裏面である第2の面に冷却機構が設けられる光源バンク保持部材と、を有し、
前記冷却機構は、
前記光源バンク保持部材を挟んで前記光源バンクに対応する位置に設けられた放熱部と、
前記第2の面を、前記放熱部を含めて覆う流路カバーと、
前記流路カバーに設けられ、冷媒が流入する流入端子と、
前記流路カバーに設けられ、前記流入端子との間に前記放熱部による流路が形成される、冷媒が流出する流出端子と、
前記流入端子と前記放熱部との間に形成され、前記放熱部に形成される流路よりも抵抗が小さな第1流路と、を有する。
前記複数の半導体発光素子を収容する光源バンクと、
第1の面に前記光源バンクを搭載し、前記第1の面の裏面である第2の面に冷却機構が設けられる光源バンク保持部材と、を有し、
前記冷却機構は、
前記光源バンク保持部材を挟んで前記光源バンクに対応する位置に設けられた放熱部と、
前記第2の面を、前記放熱部を含めて覆う流路カバーと、
前記流路カバーに設けられ、冷媒が流入する流入端子と、
前記流路カバーに設けられ、前記流入端子との間に前記放熱部による流路が形成される、冷媒が流出する流出端子と、
前記流入端子と前記放熱部との間に形成され、前記放熱部に形成される流路よりも抵抗が小さな第1流路と、を有する。
本発明による投写型表示装置は、上記の光源装置を備えている。
本発明による半導体発光素子の冷却方法は、光源バンクに収容された複数の半導体発光素子を冷却する半導体発光素子の冷却方法であって、
光源バンク保持部材の第1の面に前記光源バンクを搭載し、前記第1の面の裏面である第2の面に冷却機構を設け、
前記冷却機構として、
放熱部を、前記光源バンク保持部材を挟んで前記光源バンクに対応する位置に設け、
流路カバーにより前記第2の面を、前記放熱部を含めて覆い、
冷媒が流入する流入端子を前記流路カバーに設け、
前記流入端子との間に前記放熱部による流路が形成されるように、冷媒が流出する流出端子を前記流路カバーに設け、
前記放熱部に形成される流路よりも抵抗が小さな第1流路を前記流入端子と前記放熱部との間に形成する。
光源バンク保持部材の第1の面に前記光源バンクを搭載し、前記第1の面の裏面である第2の面に冷却機構を設け、
前記冷却機構として、
放熱部を、前記光源バンク保持部材を挟んで前記光源バンクに対応する位置に設け、
流路カバーにより前記第2の面を、前記放熱部を含めて覆い、
冷媒が流入する流入端子を前記流路カバーに設け、
前記流入端子との間に前記放熱部による流路が形成されるように、冷媒が流出する流出端子を前記流路カバーに設け、
前記放熱部に形成される流路よりも抵抗が小さな第1流路を前記流入端子と前記放熱部との間に形成する。
上記の構成を備える本発明においては、複数の半導体発光素子がより均一に冷却される。
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
第1の実施形態
図1は本発明による光源装置の一実施形態の構成を示す分解斜視図、図2および図3はその組立体を示す斜視図である。
図1は本発明による光源装置の一実施形態の構成を示す分解斜視図、図2および図3はその組立体を示す斜視図である。
本実施形態の光源装置は、図1に示すように、流入口101、流出口102、流路カバー103、放熱部104、光源バンク保持部材105、光源基板106、および、光源バンク107から構成されている。
光源バンク保持部材105には複数の平行なフィン形状の放熱部104が形成され、放熱部104を覆う流路カバー103には冷媒の入り口および出口となる流入口101および流出口102が取り付けられている。
光源バンク保持部材105の放熱部104が形成されない側には、図2に示すように光源基板保持部材201と光源バンク107が搭載される。3個の光源バンク107は3個の光源基板106を収容している。3個の光源基板106のそれぞれには、LDである半導体発光素子301が図3に示されるように8個搭載され、各半導体発光素子301の出射光は光源バンク107に各半導体発光素子に対応して設けられた開口から出射する。
光源バンク107は収容するCANタイプの半導体発光素子301および光源バンク保持部材105と直接接触しており、本実施形態において、各半導体発光素子301は、光源バンク107および光源バンク保持部材105を介して、光源バンク保持部材105に設けられた放熱部104などにより構成される冷却機構により冷却される。
図4ないし図7は本実施形態で行われる冷却動作を説明するための図であり、図4は平面図、図5は図4の流路カバー103を外した状態での冷媒の進行状況を示す平面図、図6は断面図である。
本実施形態の流路カバー103は、光源バンク保持部材105に形成されたフィン形状の放熱部104を覆い、流路を形成するものであるが、流入口101と光源バンク保持部材105との間にはフィン形状の放熱部104が設けられ、流出口102と光源バンク保持部材105との間にはフィン形状の放熱部104は設けられていない。また、図4の平面図および図6の断面図に示すように、放熱部104の流入口101側には、流入口101と連通し、流入口101から冷媒の出口となる流出口102側に直線的に向かう第1流路401が設けられている。
第1流路401は、流入口101、流出口102、流路カバー103、放熱部104とともに冷却機構を構成するもので、図5に示すように、矩形形状の放熱部104を形成するフィン形状は、図面上下方向を長手方向とするように平行に形成され、第1流路401は図面左右方向を長手方向とするとともに、情熱部104の複数のフィン形状に平行な対辺の略中央部を結ぶとともに、放熱部104を形成する各フィンのすべてに亘るように細長い形状に形成されている。
流入口101と放熱部104との間に何も設けられない第1流路401は、フィン形状の放熱部104に形成される流路よりも抵抗が低いため、流入口101から流入した冷媒は、図4ないし図6の矢印Aに示すように、まず、第1流路401を満たす。
上述したように、各半導体発光素子301は、光源バンク107および光源バンク保持部材105を介して、光源バンク保持部材105に設けられた放熱部104などにより構成される冷却機構により冷却される。光源バンク107と放熱部104は光源バンク保持部材105に設けられるが、これらが設けられる位置は、図6に示すように、光源バンク保持部材105を挟んで一致するものとされている。
第1流路401を満たした冷媒は、図4ないし図6の矢印Bに示すように、フィン形状の放熱部104を通って光源バンク保持部材105の放熱部104の形成面に向かう。矢印A状態から矢印Bの状態に遷移するときの冷媒は、放熱部104からの受熱動作を開始していない。このため、放熱部104の形成面に向かう冷媒の温度は流入口101からの距離に関わらずに同じ温度となり、光源バンク107および光源バンク107に収容される半導体発光素子301は同じ条件で冷却される。
放熱部104の形成面に達した冷媒は、図4ないし図6の矢印Cに示すように、フィン形状の放熱部104の側部を通って流出口102側へ向かい、その後、図4ないし図6の矢印Dに示すように、流出口102から流出する。
図7(a)は図6中の流入口101部分の断面構造を示す図であり、図7(b)は図6中の流出口102部分の断面構造を示す図である。
上述したように、第1流路401は放熱部104を形成する各フィン形状のすべてに亘るように細長い形状に形成されている。このため、図7(a)に示すように、流出口101から第1流路401に流入する冷媒は、同じ温度、かつ、同時に放熱部104を形成する各フィン形状間に供給される。光源バンク107と放熱部104の設置位置は、光源バンク保持部材105を挟んで一致するように設けられているので、光源バンク保持部材105および光源バンク107に収容される複数の半導体発光素子301は同じ条件で冷却される。このように、複数の半導体発光素子が従来のように上流と下流で異なる温度条件で冷却されないことから、複数の半導体発光素子301はより均一に冷却される。
放熱部401を通った冷媒は、図7(b)に示すように流出口102から流出する。流入口101、流出口102の流路断面は同じ面積とされ、さらには、第1流路401の流路断面も同じ面積とされている。流入口101、流出口102の流路断面を同じ面積とすることにより、流入口101に流入する冷媒と流出口102から流出する冷媒の流速は等しいものとなり、円滑な冷媒の流れを確保することができる。この冷媒の流れの円滑性は、第1流路401の流路断面の面積を流入口101、流出口102の流路断面の面積と同じとすることによりさらに向上する。
上記のように構成される本実施形態の光源装置においては、複数の半導体発光素子がより均一に冷却されることから、各半導体発光素子による出力光は、輝度ムラの発生が抑制されたものとなる。
第2の実施形態
図8は、第1の実施形態に示した光源装置を備えた投写型表示装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。
図8は、第1の実施形態に示した光源装置を備えた投写型表示装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。
投写型表示装置1100は、第1の実施形態で説明した光源装置を備えた光源1101と、光学エンジン部1102と、画像形成ユニット1103と、投写レンズ(投写光学系)1104とを有している。
画像形成ユニット1103は、画像信号に応じて光を変調する表示デバイス1105~1107を備え、光学エンジン部1102から出射された光に基づいて画像を形成する機能を有している。本実施形態では、表示デバイス1105~1107として、反射型表示素子であるデジタルマイクロミラーデバイス(DMD)が用いられている。さらに、本実施形態では、画像形成ユニット1103は、赤色光、緑色光、および青色光に対応した3つの表示デバイス1105~1107を備えている。投写レンズ1104は、画像形成ユニット1103から出射された光をスクリーン1109などに投写して、画像として表示する機能を有している。
また、投写型表示装置1100は、画像形成ユニットのDMDを冷却するための冷却装置を備えている。
上記のように構成される本実施形態の投写型表示装置においては、輝度ムラが抑制された光源装置の出力光を用いることから、色ムラの発生が抑制された品質の高い映像光を出力するものとなっている。
101 流入口
102 流出口
103 流路カバー
104 放熱部
105 光源バンク保持部材
106 光源基板
107 光源バンク
102 流出口
103 流路カバー
104 放熱部
105 光源バンク保持部材
106 光源基板
107 光源バンク
Claims (7)
- 複数の半導体発光素子と、
前記複数の半導体発光素子を収容する光源バンクと、
第1の面に前記光源バンクを搭載し、前記第1の面の裏面である第2の面に冷却機構が設けられる光源バンク保持部材と、を有し、
前記冷却機構は、
前記光源バンク保持部材を挟んで前記光源バンクに対応する位置に設けられた放熱部と、
前記第2の面を、前記放熱部を含めて覆う流路カバーと、
前記流路カバーに設けられ、冷媒が流入する流入端子と、
前記流路カバーに設けられ、前記流入端子との間に前記放熱部による流路が形成される、冷媒が流出する流出端子と、
前記流入端子と前記放熱部との間に形成され、前記放熱部に形成される流路よりも抵抗が小さな第1流路と、を有する光源装置。 - 請求項1記載の光源装置において、
前記流入端子と前記流出端子の流路断面の面積が等しい光源装置。 - 請求項2記載の光源装置において、
前記流入端子および前記流出端子と、前記第1の流路の流路断面の面積が等しい光源装置。 - 請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の光源装置において、
前記放熱部は複数の平行なフィン形状を備え、前記第1流路は各フィン形状のすべてに亘るように形成されている光源装置。 - 請求項4に記載の光源装置において、
前記放熱部は矩形形状であり、前記第1流路は前記複数のフィン形状に平行な対辺の略中央部を結ぶように形成されている光源装置。 - 請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の光源装置を備えた投写型表示装置。
- 光源バンクに収容された複数の半導体発光素子を冷却する半導体発光素子の冷却方法であって、
光源バンク保持部材の第1の面に前記光源バンクを搭載し、前記第1の面の裏面である第2の面に冷却機構を設け、
前記冷却機構として、
放熱部を、前記光源バンク保持部材を挟んで前記光源バンクに対応する位置に設け、
流路カバーにより前記第2の面を、前記放熱部を含めて覆い、
冷媒が流入する流入端子を前記流路カバーに設け、
前記流入端子との間に前記放熱部による流路が形成されるように、冷媒が流出する流出端子を前記流路カバーに設け、
前記放熱部に形成される流路よりも抵抗が小さな第1流路を前記流入端子と前記放熱部との間に形成する半導体発光素子の冷却方法。
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS62149180A (ja) * | 1985-12-23 | 1987-07-03 | Matsushita Electric Works Ltd | Led装置 |
JP2009237546A (ja) * | 2008-03-07 | 2009-10-15 | Sanyo Electric Co Ltd | 投写型映像表示装置および照明装置 |
JP2010098204A (ja) * | 2008-10-20 | 2010-04-30 | Stanley Electric Co Ltd | 光源の冷却構造 |
JP2015060744A (ja) * | 2013-09-19 | 2015-03-30 | 岩崎電気株式会社 | 照射ユニット |
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JP4133774B2 (ja) * | 2003-12-02 | 2008-08-13 | Necディスプレイソリューションズ株式会社 | 液晶プロジェクタ装置および液晶プロジェクタ装置の冷却方法 |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62149180A (ja) * | 1985-12-23 | 1987-07-03 | Matsushita Electric Works Ltd | Led装置 |
JP2009237546A (ja) * | 2008-03-07 | 2009-10-15 | Sanyo Electric Co Ltd | 投写型映像表示装置および照明装置 |
JP2010098204A (ja) * | 2008-10-20 | 2010-04-30 | Stanley Electric Co Ltd | 光源の冷却構造 |
JP2015060744A (ja) * | 2013-09-19 | 2015-03-30 | 岩崎電気株式会社 | 照射ユニット |
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