CN100543579C - 投影仪装置 - Google Patents

Abstract

本发明的课题为，提供可有效的冷却作为光源的灯的投影仪装置。本发明的液晶投影仪装置具有：具有灯(41)和反射器(46)的灯单元(4)；冷却该灯单元(4)的冷却风扇。反射器(46)具有：有抛物面状的反射面的反射部(46a)；由该反射部(46a)延伸包围住灯(41)的多个侧壁(46b)～(46e)。该多个侧壁(46b)～(46e)中，在第一侧壁(46b)上，为将由上述冷却装置排出的空气导向灯(41)，隔着包含灯(41)的中心轴且与第一侧壁(46b)垂直的平面，在两侧开设第一空气取入口(53)和第二空气取入口(54)，在两空气取入口(53)、(54)之间，形成遮风壁(56)。在与第一侧壁(46b)对置的第二侧壁(46c)上，形成有空气排出口(55)。

Description

投影仪装置

技术领域

本发明涉及投影仪装置，该投影仪装置将由光源发出的光导入光学装置生成图像光，向前方的屏幕放大投射。

背景技术

现有技术中，此种投影仪装置结构为，在其箱体内部配备有光学装置，该光学装置包括：光源；偏(振)光分光镜；偏(振)光片；液晶面板；投射透镜等。卤素灯(碘钨灯)和金属卤素灯等放电发光型灯单元被用作上述光源。

上述灯单元包括：灯；将由灯所发的光向上述光学装置反射的反射器。灯为在石英真空管中封入发光体所形成。一旦灯的温度超过界限温度，灯的寿命会缩短，所以通过冷却装置冷却灯。

上述灯单元的反射器具有：具有将由灯所发的光向上述光学装置反射的二次曲面状反射面的反射部；由该反射部向上述光学装置延伸，包围灯的多个侧壁。该多个侧壁中，在第一侧壁上安装上述冷却装置。

在上述反射器的第一侧壁上形成用来将由上述冷却装置所排出的空气向灯的发光部导入的送风口，并且在与第一侧壁对置的第二侧壁上，在上述送风口用的对置位置上开设用来将变为高温的空气向反射器外侧排出的排出口(参照专利文件1)。

另外，由于灯经过长期使用存在破裂的可能，所以应防止该灯破裂时它的碎片向反射器外侧飞散的情况，上述送风口以及排出口由开口面积较小的多个小孔构成。

上述现有灯单元中，灯基于通过上述送风口导入到反射器内侧的空气在灯周围流动的方式得到冷却。

但是，上述现有灯单元中，存在着即便通过上述送风口向反射器内部提供充足的风量，也不能充分冷却灯的问题。

(专利文献1)特开平7-281296号公报[G03B 21/14]

发明内容

于是，本发明的目的在于提供可有效的冷却灯的投影仪装置。

本发明的投影仪装置在其箱体的内部配备有：具有灯和反射器的灯单元；具有冷却该灯单元的冷却风扇的冷却装置；以上述灯单元为光源生成彩色图像光的光学装置。上述反射器具有：具有将由上述灯所发的光向上述光学装置反射的反射面的反射部；由该反射部向上述光学装置延伸，包围灯的多个侧壁。在上述反射器的第一侧壁，形成有将由上述冷却装置排出的空气向着灯的发光部导入用的第一开口，并且在与上述第一侧壁对置的第二侧壁上，与上述第一开口对置地形成有第二开口，在上述灯单元上安装有覆盖反射器的第一开口以及第二开口的盖部件，在该盖部件上与上述第一开口对置的位置上，隔着包含上述灯的中心轴、并且与上述第一侧壁垂直的平面，在两侧开设第一空气取入口和第二空气取入口，并且在两空气取入口之间形成遮风壁，在该盖部件上与第二开口对置的位置上开设空气排出口，上述空气排出口由防止灯破裂时飞散的小碎片向反射器的外侧飞散的多个小孔构成，上述第一空气取入口以及第二空气取入口由开口面积比构成上述空气排出口的各小孔的开口面积大的多个小孔构成。

在上述本发明的投影仪装置中，由于隔着包含灯的中心轴且与反射器的第一侧壁垂直的平面(以下称中心面)，在两侧开设了第一空气取入口以及第二空气取入口，并且在两空气取入口之间形成遮风壁，所以由冷却装置向反射器内侧导入的空气隔着上述中心面被向两侧强制地分流。

现有的投影仪装置的灯单元中，由于没有设有遮风壁，所以向反射器内侧导入的空气的一部分向着对置布置的空气排出口直线地流动，其结果为，不能充分冷却灯的发光部。

对此，根据本发明的投影仪装置，导入到反射器内侧的空气隔着上述中心面被向两侧强制地分流，所以向着空气排出口直线地流动的空气量比以往的少。

由此，在灯周围流动的空气量比以往的多，此结果为，可以充分冷却灯。

现有的投影仪装置的灯单元中，反射器的第一开口和第二开口上各安装单独的盖部件。

对此，根据上述具体结构，通过在灯单元上安装一个盖部件，可覆盖反射器的第一开口和第二开口，所以削减了部件的个数，其结果为，可以谋求组装工序的简易化和成本的削减。

在上述本发明的投影仪装置中，构成第一空气取入口以及第二空气取入口的各小孔的开口面积越大，由上述冷却装置排出的空气通过该各小孔时产生的压力损失变小，由此对灯的冷却效果变大。

此外，由上述冷却装置排出的空气在反射器的内侧由第一空气取入口以及第二空气取入口向空气排出口流动，所以上述灯破裂时，向第一空气取入口以及第二空气取入口飞散的小的碎片通过上述气流的作用变为向空气排出口一侧受推流动。从而，该小碎片从第一空气取入口以及第二空气取入口向反射器外侧飞散的危险很小。

因此，通过将构成上述第一空气取入口以及第二空气取入口的各小孔的开口面积设定成为比构成空气排出口的各小孔的开口面积大，可以防止上述灯破裂时它的碎片向反射器的外侧飞散，且可以将由上述冷却装置排出的空气通过构成第一空气取入口和第二空气取入口的各小孔时产生的压力损失抑制在最低限。

基于本发明的投影仪装置，可以有效的冷却灯，所以可以谋求灯的长寿命化。

附图说明

图1为本发明的液晶投影仪装置的立体图。

图2为表示该液晶投影仪装置的上半壳体取下状态的立体图。

图3为表示了该液晶投影仪装置的上半壳体取下状态的分解立体图。

图4为表示该液晶投影仪装置的光学系统的图。

图5为光学系统保持壳、光合成装置以及冷却单元的分解立体图。

图6为光学系统保持壳的俯视图。

图7为表示设置好光学部件后的光学系统保持壳的立体图。

图8为表示光学系统保持壳以及透镜托架的分解立体图。

图9为表示对于光学系统保持壳安装了灯冷却风扇状态的分解立体图。

图10为灯单元、吸气用腔以及冷却风扇的立体图。

图11为灯单元以及吸气用腔的立体图。

图12为表示灯单元内部以及吸气用腔内部的立体图。

图13为盖部件的放大立体图。

附图标记说明：

1 箱体

2 光学系统

3 图像合成装置

4 灯单元

41 灯

41b 发光部

42 灯冷却风扇

45 吸气用腔

46 反射器

46b～46d 侧壁

5 盖部件

53 第一空气取入口

54 第二空气取入口

55 空气排出口

56 遮风壁

57、58 小孔

5 冷却单元

6 排气装置

7 光学系统保持壳

具体实施方式

以下，就本发明的液晶投影仪装置的实施方式，顺着附图具体说明。另外，以下说明中，以图1所示液晶投影仪装置的图像投射方向为前方、朝向该液晶投影仪装置的前方规定左右。

整体结构

本发明的液晶投影仪装置具有：由如图1所示的下半壳体12和上半壳体11构成的扁平箱体1。该箱体1的表面上配备有由多个操作按钮组成的操作部15，并且在箱体1的前面开设有投射窗13。此外，在箱体1的右侧壁上开设有将箱体1内侧的空气向外部排出用的排气孔14。

如图2以及图3所示，在箱体1的内部配备有大致呈L状延伸的合成树脂制的光学系统保持壳7，该光学系统保持壳7的内部配备有：作为光源的灯单元4；将由该灯单元4所发出的白色光分离为三原色光的光学系统2(参照图4)；将该三原色的光照射到三原色用的液晶面板，生成三原色的图像光，将生成的三原色的图像光合成为彩色图像光的图像合成装置3。灯4容纳在光学保持壳7的右端部，并且图像合成装置3容纳在光学保持壳7的前方的端部，将光学系统2配备在由灯单元4至图像合成装置3的光学保持壳7中的光路上。

此外，在光学保持壳7的前方端缘上连结有保持投射透镜39的筒体39a的基端部。进而，在箱体1的内部，在光学系统保持壳7的前方侧设置电源装置9。

如图2所示，在下半壳体12的右侧壁上，安装有由第一排气风扇61和第二排气风扇62组成的排气装置6。第一排气风扇61设置为它的吸气方向向着灯单元4，并且第二排气风扇62设置为它的吸气方向向着电源装置9。

以下，就本发明的液晶投影仪装置的各部分结构详细说明。光学系统2

如图4所示，由灯单元4发出的白色光经过第一积分透镜21、前段狭缝板23、第二积分透镜22、后段狭缝板24、偏光分光镜25以及场透镜20导入第一分色镜26。

第一积分透镜21以及第二积分透镜22由耐热玻璃制的蝇眼透镜构成，具有将由灯单元4所发的白色光的照度分布均一化的机能。此外，前段狭缝板23以及后段狭缝板24由铝薄板构成，具有将对于偏光分光镜25不需要的入射光遮断的机能，偏光分光镜25具有在光的P波以及S波中，只抽出一种成分波的机能。

通过偏光分光镜25的光经过场透镜(フイ-ルドレンブ)20到达第一分色镜26。第一分色镜26具有只反射光的蓝色成分，并且令红色以及绿色成分通过的机能，第二分色镜27具有反射光的绿色成分，并且令红色成分通过的机能，场反射镜28具有反射光的红色成分的机能。从而，由灯单元4所发的白色光通过第一以及第二分色镜26、27的作用，分光为蓝色光、绿色光、红色光，被导入图像合成装置3。

图像合成装置3

如图5所示，图像合成装置3结构为，在立方体状的色合成棱镜31的三个侧面上分别安装蓝色用液晶面板33b，绿色用液晶面板33g以及红色用液晶面板33r。图像合成装置3通过开设在光学保持壳7的盖体7a上的开口172，容纳在该光学保持壳7的内部。此外，在图像合成装置3的下方，装置有冷却该图像合成装置3用的冷却单元37。

如图2所示，在三片液晶面板33b、33g、33r的光入射一侧，分别安装有入射偏光片托架36b、36g、36r，在入射偏光片托架36b、36g、36r上固定下述三片入射偏光片32b、32g、32r。

通过图4所示第一分色镜26以及场反射镜(フイ-ルドシラ-)29a反射的蓝色光导入到场透镜35b，经过场透镜35b、蓝色入射偏光片32b、蓝色用液晶面板33b以及蓝色用出射偏光片34b，到达色合成棱镜31。

此外，通过第二分色镜27反射的绿色光导入到场透镜35g，经过场透镜35g、绿色入射偏光片32g、绿色用液晶面板33g以及绿色出射偏光片34g，到达色合成棱镜31。

同样，通过两片场反射镜28、29b反射的红色光导入到图像合成装置3的场透镜35r，经过场透镜35r、红色入射偏光片32r、红色用液晶面板33r以及红色出射偏光片34r，到达色合成棱镜31。

导入到色合成棱镜31的三色的图像光，通过色合成棱镜31合成，由此得到的彩色图像光，经过投射透镜39，向前方的屏幕扩大投射。

光学系统保持壳7

构成图4所示光学系统2的前段狭缝板23、第二积分透镜22、后段狭缝板24、偏光分光镜25、场透镜20、第一以及第二分色镜26、27以及三片场反射镜28、29a、29b设置在图6至图8所示，由合成树脂制的一体成型品构成的光学系统保持壳7中。在光学系统保持壳7的右端部，容纳有灯单元4，并且在光学系统保持壳7的前方的端部形成空间70，在该空间70内设置上述图像合成装置3。

如图6所示，在光学系统保持壳7中，在沿着由灯单元4至图像合成装置3的光路的两壁上形成有：应设置图4所示前段狭缝板23的第一设置槽71；应设置第二积分透镜22的第二设置槽72；应在重合状态下设置后段狭缝板24和偏光分光镜25的第三设置槽73；应设置场透镜20的第四设置槽74；应分别设置第一以及第二分色镜26、27的第五以及第六设置槽75、76；以及应分别设置三片场反射镜28、29a、29b的第七至第九设置槽77、78a、78b。

图7表示了在各设置槽71～78b上设置了构成光学系统2的前段狭缝板23、第二积分透镜22、后段狭缝板24、偏光分光镜25、场透镜20、第一以及第二分色镜26、27以及三片的场反射镜28、29a、29b的状态。

如图8所示，第一积分透镜21以固定在透镜托架8的状态被安装于光学系统保持壳7。透镜托架8具有：固定第一积分透镜21的板金制的矩形状的框体82；由该框体82沿着光学系统保持壳7的上面以及下面伸长的一对板金制的安装板83a、83b。在一对安装板83a、83b上，分别向着下方突设一对定位销81/81。

在光学系统保持壳7的上壁上开设有：用来插入前段狭缝板23、第二积分透镜22、后段狭缝板24、偏光分光镜25以及场透镜20用的插入口180，为堵塞该插入口180安装有顶板179。

在顶板179上开设有应插入透镜托架8的开口171，以及定位该透镜托架8用的定位孔79/79，在该顶板179的定位孔79/79内，嵌入突设在该透镜托架8上侧的安装板83a上的定位销81/81。

同样，在光学系统保持壳7的底壁上也开设有定位孔79/79，在该定位孔79/79内，嵌入突设在该透镜托架8下侧的安装板83b上的定位销81/81。

透镜托架8在突设在上侧安装板83a上的定位销81/81分别嵌合入顶板179上的定位孔79/79的状态下，通过螺纹182/182固结在顶板179上。此状态下，突设在透镜托架8下侧的安装板83b上的定位销81/81嵌入光学系统保持壳7的底壁上的定位孔79/79，此后，通过螺纹181/181将平板179固结于光学系统保持壳7的上壁，由此第一积分透镜21被安装于光路上的既定位置。

灯单元4

如图2所示，灯单元4容纳于光学系统保持壳7的右端部，如图9所示，在该光学系统保持壳7的右端部的后壁174上安装有吸气用腔45，在该吸气用腔45的端部安装有冷却灯单元4用的冷却风扇42。

在光学系统保持壳7的右端部的后壁174上开设有用来将由灯冷却风扇42来的空气取入光学系统保持壳7内用的第一取入孔43、第二取入孔44a以及第三取入孔44b。第一取入孔43具有在上下方向(宽度方向)上较长的矩形状的开口形状，第二取入孔44a以及第三取入孔44b形成为，具有大约为第一取入孔43三分之一的宽度的矩形形状。

如图12所示，灯单元4具有反射器46和设置于该反射器46的焦点位置的灯41，该灯41结构为在圆柱状石英真空管41a的内部封固发光体，封入该发光体的发光部41b呈球状。

反射器46具有：具有将由灯41所发的光向上述光学系统2反射的抛物面状反射面的反射部46a；由该反射部46a向上述光学系统2延伸，包围灯41的四个侧壁46b～46e。在四个侧壁46b～46e中，在相互对置的第一侧壁46b以及第一侧壁46c上分别设有半圆状的开口47a、47b。此外，在反射器46上安装有覆盖两开口47a、47b的铝制盖部件5。

如图13所示，盖部件5为铝板金冲压成型为U字状所构成，具有：底板51；在该底板51两端部垂直立设的一对侧板52a、52b。

在盖部件5的一侧的侧板52a上，在图12所示反射器46的一侧的开口47a的对置位置上，设有第一空气取入口53和第二空气取入口54。

第一空气取入口53以及第二空气取入口54为，隔着图12所示的包含灯41的中心轴且与反射器46的第一侧壁46b垂直的平面，开设在两侧，在两个取入口53、54中间，由侧板52a的一部分形成遮风壁56。

此外，在盖部件5的另一侧的侧板52b上，在图12所示反射器46的另一侧的开口47b的对置位置上，设有空气排出口55。

第一空气取入口53以及第二空气取入口54分别由多个小孔57～57构成，空气排出口55由多个小孔58～58构成，该小孔58的开口面积比构成第一空气取入口53以及第二空气取入口54的各小孔57的开口面积要小。

如图10以及图11所示，灯单元4安装于由合成树脂制的一体成型品构成的灯单元托架48上，在灯单元托架48上，在与上述光学系统2的对置部上，开设有应设置透镜(图示省略)的圆形透镜设置窗49。

盖部件5为，在图13所示的一对侧板52a、52b被挟持于图10以及图11所示灯单元托架48的一对侧壁48a、48b与图12所示灯单元4的一对侧壁46a、46b之间的状态下，被安装于灯单元4。

如图9所示，由灯冷却风扇42排出的空气通过在吸气用腔45内形成的流路，导入到光学系统保持壳7的第一取入孔43、第二取入孔44a以及第三取入孔44b。

如图10所示，在吸气用腔45中，设有第一排出口45a和第二排出口45b，第一排出口45a与图9所示光学系统保持壳7的第一取入孔43对置地开设，第二排出口45b与图9所示光学系统保持壳7的第二取入孔44a以及第三取入孔44b对置地开设。

如图11以及图12所示，在吸气用腔45的内部，设有第一隔壁45c和第二隔壁45d，通过两个隔壁45c和45d形成图12所示的三股流路59a、59b、59c。

由灯冷却风扇42排出的空气通过第一隔壁45c和第二隔壁45d的作用分流为三股流路59a、59b、59c。

在第一流路59a和第二流路59b中流动的空气如图10所示，经过吸气用腔45的第一排出口45a以及图9所示光学系统保持壳7的第一取入孔43，由图11所示第一空气取入口53以及第二空气取入口54导入到反射器46的内侧。

此外，在图12所示的第三流路59c中流动的空气如图10所示，经过吸气用腔45的第二喷出口45b，由图9所示的光学系统保持壳7的第二取入孔44a以及第三取入孔44b向着反射器46的背面排出。

在此，如图12所示，第一空气取入口53以及第二空气取入口54为，隔着包含灯41的中心轴且与反射器46的第一侧壁46b垂直的平面，开设在两侧，并且在两取入口53、54之间形成遮风壁56，所以导入到反射器46内侧的空气向着灯41的发光部41b的上部区域以及下部区域强制地被分流。

从而，根据本发明的投影仪装置，向着空气排出口55直线地流动的空气量比以往减少。

由此，在灯41的发光部41b的周围流动的空气量也比以往增多，此结果为，可以充分地冷却灯41的发光部41b。

此外，如图12所示，构成第一空气取入口53以及第二空气取入口54的各小孔57有比较大的开口面积，所以由上述灯冷却风扇42排出的空气通过该各小孔57时产生的压力损失变小，此结果为，对于灯41的发光部41b的冷却效果变大。

而且，由上述灯冷却风扇42排出的空气在反射器46的内侧，由第一空气取入口53以及第二空气取入口54向着空气排出口55流动，所以当灯41破裂时，向第一空气取入口53以及第二空气取入口54侧飞散的小碎片通过上述气流的作用变为向空气排出口55侧受推流动。从而，该小碎片不会从第一空气取入口53以及第二空气取入口54向反射器46的外侧飞散。

进而，构成空气排出口55的各小孔58形成比构成第一空气取入口53以及第二空气取入口54的各小孔57小的开口面积，所以该小碎片从空气排出口55一侧向反射器46的外侧飞散的危险也很少。

从而，根据本发明的液晶投影仪装置，防止灯单元41破裂时它的碎片向反射器46的外侧飞散，并且可以将由上述灯冷却风扇42排出的空气在通过构成第一空气取入口53以及第二空气取入口54的各小孔57时产生的压力损失抑制在最低限。

此外，根据本发明的液晶投影仪装置的灯单元4，如图13所示，通过一个盖部件5，可以覆盖反射器46的第一开口47a以及第二开口47b，所以与以往相比部件个数得到削减，此结果为，可以谋求组装工序的简易化和成本的削减。

另外，本发明的各部结构不限于上述实施形态，可以在专利权利要求书中所述的技术范围内有种种变形。例如，在本实施例中，第一空气取入口53、第二空气取入口54以及空气排出口55分别由多个小孔57、58构成，但第一空气取入口53、第二空气取入口54以及空气排出口55也可以分别由一个开口形成。

Claims (1)

1.投影仪装置，在箱体(1)的内部，配备有：具有灯(41)和反射器(46)的灯单元(4)；具有冷却该灯单元(4)的冷却风扇(42)的冷却装置；以上述灯单元(4)为光源生成彩色图像光的光学装置；上述反射器(46)具有：具有将由上述灯(41)所发的光向上述光学装置反射的反射面的反射部(46a)；由该反射部(46a)向上述光学装置延伸，包围灯(41)的多个侧壁(46b～46e)；其特征在于：

在上述反射器(46)的第一侧壁(46b)上，形成有将由上述冷却装置排出的空气向着灯(41)的发光部(41b)导入用的第一开口(47a)，并且在与上述第一侧壁(46b)对置的第二侧壁(46c)上，与上述第一开口(47a)对置地形成有第二开口(47b)，在上述灯单元(4)上安装有覆盖反射器(46)的第一开口(47a)以及第二开口(47b)的盖部件(5)，在该盖部件(5)上与上述第一开口(47a)对置的位置上，隔着包含上述灯(41)的中心轴、并且与上述第一侧壁(46b)垂直的平面，在两侧开设第一空气取入口(53)以及第二空气取入口(54)，并且在两空气取入口(53、54)之间形成遮风壁(56)，在该盖部件(5)上与第二开口(47b)对置的位置上开设空气排出口(55)，上述空气排出口(55)由防止灯(41)破裂时飞散的小碎片向反射器(46)的外侧飞散的多个小孔(58)构成，上述第一空气取入口(53)以及第二空气取入口(54)由开口面积比构成上述空气排出口(55)的各小孔(58)的开口面积大的多个小孔(57)构成。

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