CN101131533B - 投影装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种投影装置，具有：光源，设置在外壳的内部；光学系统；及排气装置，利用通过形成在外壳上的第一进气孔而导入外壳内的外部空气来冷却外壳的内部，并向外壳外排出冷却后的空气，在与冷却光源后至排气装置为止的冷却流路对应的位置的外壳上设置第二进气孔，利用从第二进气孔导入的外部空气使冷却光源后的空气的温度下降，并将其从排气装置排出，排气装置具有沿外壳的壁面排列的第一排气风扇和第二排气风扇，第二进气孔对应于第一排气风扇设置；第一排气风扇以其吸气方向朝向光源的方式设置，第二排气风扇以其吸气方向朝向从光源离开的区域的方式设置，两个排气风扇的排气方向相互交叉，使排出的气体进一步混合后排出投影装置。

Description

投影装置

技术领域

本发明涉及一种将来自光源的光导入光学系统而生成影像光并放大投射到前方的屏幕上的投影装置。

背景技术

以往，这种投影装置通过在外壳的内部配置作为光源的灯、和由偏振分光器、偏振片、液晶面板、投射透镜等构成的光学系统而构成。在外壳中，沿壁面配置有排气装置，利用该排气装置使外壳内部的空气流动，从而防止外壳内部的温度上升(参照专利文献1)。

专利文献1：特开平8-275096号公报[HO4N 5/765]

但是，通常，排气装置以其吸气方向朝向发热量较大的灯的方式设置，所以从该排气装置排出的空气的温度较高，会给接触该排出空气的使用者造成不适感。因此，为降低排气温度，需要使排气风扇以高速旋转，其结果，存在从排气装置产生的噪音增大的问题。

对于小型化、成本竞争激烈的小型投影机；为适应市场需求的多样化，通常在新机型投入市场后短期内会拓展出多种的派生机型，特别是照度提高的派生机型。为有效控制成本和缩短开发周期，要求设计者在设计派生机型时尽量能与母机型的部品通用。随着机型的照度提高，需要在保持原有冷却系统的前提下；通过局部设计改进使照度提高的机型的冷却效果满足设计要求。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种在保持原有的冷却构造前提下，可实现排气温度的降低的投影装置。

本发明的投影装置，具有：光源，设置在外壳的内部；光学系统，利用来自该光源的光并形成影像；及排气装置，利用通过形成在所述外壳上的第一进气孔而导入外壳内的外部空气来冷却所述外壳的内部，并向外壳外排出冷却后的空气，其中，在与冷却光源后至排气装置为止的冷却流路对应的位置的外壳上设置第二进气孔，利用从第二进气孔导入的外部空气使冷却光源后的空气的温度下降，并将其从排气装置排出，其中，排气装置具有沿外壳的壁面排列的第一排气风扇和第二排气风扇，第二进气孔对应于第一排气风扇设置，以便通过第二进气孔进行吸气；第一排气风扇以其吸气方向朝向光源的方式设置，并且，第二排气风扇以其吸气方向朝向从光源离开的区域的方式设置，两个排气风扇的排气方向相互交叉，使两个排气风扇排出的气体进一步混合后排出投影装置。

具体地说，所述进气构造包括开在所述外壳的下半壳体的底壁上的进气孔以及开在所述外壳的灯组件盖上的进气孔。所述下半壳体的底壁上的进气孔在所述下半壳体的底壁上正对所述第一排气风扇的侧面设置，所述灯组件盖上的进气孔与所述下半壳体的底壁上的进气孔相对应设置。

在投影装置工作期间，整机外部的冷空气通过灯组件盖上的灯组件盖进气孔进到整机内，再进一步通过下半壳体的下半壳体进气孔被第一排气风扇从其侧部开口处吸入。吸入的外部冷空气与从灯组件吸入的高温气体通过第一排气风扇混合后排出。排出的气体通过与第二排气风扇排出的气体进一步混合后排出整机。在此，由于增加了一股进入第一排气风扇的外部较冷空气，所以从第一排气风扇吸入的气体与从第二排气风扇吸入的气体混合后从排气孔排出，其结果，与以往的投影装置相比，排气温度降低。

具体地说，所述灯组件盖上的进气孔开在所述灯组件盖上相应的侧斜面上。由于当投影装置放在铺有软布的台面上使用时面向底部的进气孔会被堵住。采用这种设置在侧斜面上的进气孔构造可以避免这种问题。

具体地说，可通过改变所述进气孔的开口面积来调节排出气体的温度。通过改变进气孔的数量或开口面积，可调节排出气体的温度。

具体地说，所述下半壳体进气孔对应于所述第一排气风扇和/或第二排气风扇设置，以便通过所述进气孔进行吸气。

在此，可以根据情况相应于第一和/或第二排气风扇的侧部来设置进气孔。需要说明的是，排气风扇的侧部需要具有相应的侧部吸气口方可实现该功能。

在此，第一排气风扇的排气方向和第二排气风扇的排气方向的交叉角度设定在40度～60度的范围内。由于两排气风扇的排气方向相互交叉，所以从前述第一排气风扇吸入的空气和从第二排气风扇吸入的空气混合后排出，其结果，与以往的投影装置相比，排气温度降低。

根据本发明的投影装置，通过在原有的冷却系统中增加排气扇侧部进气孔构造，从而改变了排气扇进气中的冷、热气比例。使最终的排气温度降低，满足了设计要求。

附图说明

图1是本发明的液晶投影装置的立体图。

图2是表示将该液晶投影装置的上半壳体取下后状态的立体图。

图3是表示将该液晶投影装置的上半壳体取下后的状态的分解立体图。

图4是该液晶投影装置的分解立体图。

图5是表示该液晶投影装置的光学系统的图。

图6是后狭缝片及偏振分光器的剖视图。

图7是表示前狭缝片、第2积分透镜、后狭缝片及偏振分光器的立体图。

图8是光学系统保持壳体、光合成装置及冷却组件的分解立体图。

图9是光合成装置及冷却组件的分解立体图。

图10是表示入射侧偏振片的主视图。

图11是表示玻璃相对于偏振片的面积比与偏振片温度之间的关系的图表。

图12是光学系统保持壳体的立体图。

图13是光学系统保持壳体的俯视图。

图14是表示从设置有光学部件的光学系统保持壳体取下前狭缝片及后狭缝片后的状态的分解立体图。

图15是表示设置有光学部件的光学系统保持壳体的立体图。

图16是表示光学系统保持壳体及第1积分透镜保持器的分解立体图。

图17是用于说明将第1积分透镜保持器安装到光学系统保持壳体上的方法的分解立体图。

图18(a)和图18(b)是表示将0.6英寸用透镜保持器安装到光学系统保持壳体后的状态、和将0.7英寸用透镜保持器安装到光学系统保持壳体后的状态的剖视图。

图19是冷却组件的俯视图。

图20是冷却组件的外壳的立体图。

图21是该外壳的分解立体图。

图22是构成该外壳的下外壳半体的俯视图。

图23是表示灯冷却风扇相对于光学系统保持壳体的安装状态的分解立体图。

图24是灯组件的水平方向剖视图。

图25是灯组件的铅直方向剖视图。

图26是排气装置的立体图。

图27是表示从排气装置取下风扇罩后的状态的立体图。

图28是本发明的液晶投影装置的又一立体图。

图29是本发明的液晶投影装置的又一分解立体图。

图30是下半壳体的俯视图。

图31是灯组件盖的立体图。

图32是表示将该液晶投影装置的上半壳体和排气装置取下后状态的立体图。

图33是将该液晶投影装置的上半壳体取下后的状态的分解立体图，其用箭头大致标示了气体的流动状况。

具体实施方式

下面，关于在液晶投影装置上实施本发明的方式，根据附图具体进行说明。

另外，在下面的说明中，将图1所示液晶投影装置的影像投射方向设为前方，并朝该液晶投影装置的前表面来规定左右。

整体结构

如图1所示，本发明的液晶投影装置具有包括下半壳体12及上半壳体11的扁平外壳1，在该外壳1的表面上配置有包括多个操作按钮的操作部15，在外壳1的前表面上开设有投射窗13。另外，在外壳1的右侧壁上，开设有用于将外壳1内的空气排出到外部的排气孔14。

如图2及图3所示，在外壳1的内部，配置有大致L字状延伸的合成树脂制成的光学系统保持壳体7，在该光学系统保持壳体7的内部配置有：作为光源的灯组件4；光学系统2，将从该灯组件4发出的白色光分离成三原色的光(参照图5)；和影像合成装置3，将该三原色的光照射到三原色用的液晶面板上而生成三原色的影像光，并将生成的三原色的影像光合成为彩色影像光。灯组件4收纳于光学系统保持壳体7的右端部，并且，影像合成装置3收纳于光学系统保持壳体7的前方端部，光学系统2配置在从灯组件4到影像合成装置3的光学系统保持壳体7内的光路上。

另外，在光学系统保持壳体7的前方端缘，连结有保持投射透镜39的筒体39a的基端部。进而，在壳体1的内部，于光学系统保持壳体7的前方侧设置有电源装置9。

如图2所示，在下半壳体12的右侧壁上，安装有包括第一排气风扇61及第二排气风扇62的排气装置6。第一排气风扇61以其吸气方向朝向灯组件4的方式设置，并且，第二排气风扇62以其吸气方向朝向电源装置9的方式设置。

如图4所示，在影像合成装置3的下方位置，配置有用于冷却影像合成装置3的冷却组件5。该冷却组件5具有第一排气风扇52和第2风扇53，为设置该第一排气风扇52及第2风扇53，在下半壳体12的底壁上分别开设有底面吸气窗(省略图示)。来自两个冷却风扇52、53的空气通过形成于冷却组件5的外壳54内的流路，吹到影像合成装置3上。

下面，详细说明本发明的液晶投影装置的各部分结构。

光学系统2

如图5所示，来自灯组件4的白色光经由第1积分透镜21、前狭缝片23、第2积分透镜22、后狭缝片24、偏振分光器25及场透镜20，而被导向第1分光镜26。

第1积分透镜21及第2积分透镜22由耐热玻璃制成的复眼透镜构成，具有使从灯组件4发出的白色光的照度分布均匀化的功能。另外，前狭缝片23及后狭缝片24由薄铝片制成，具有遮挡相对于偏振分光器25来说不需要的入射光的功能。

如图6所示，偏振分光器25通过在偏振片25a的光出射侧表面上接合狭缝状的二分之一波片25b而构成。另外，在偏振片25a的光入射侧表面上紧贴地安装有后狭缝片24。

在偏振片25a的内部，相对于偏振片25a的表面以45度的倾斜角度交替形成有第1界面125和第2界面126，所述第1界面125使入射到偏振片25a上的光的P波通过并反射S波，所述第2界面126将由第1界面125反射的S波朝前方反射。后狭缝片24的各狭缝24a开设在容许光入射到各第1界面125上的位置，借助后狭缝片24，阻止光入射到第2界面126上。

入射到第1界面125上的光中，P波通过第1界面125而到达二分之一波片25b。该P波进一步通过二分之一波片25b，从而相位被翻转，变成S波射出。另一方面，由第1界面125反射的S波到达第2界面126，被该第2界面126反射，从二分之一波片25b的各狭缝25c射出。因此，从偏振分光器25仅射出S波。

如图5所示，通过偏振分光器25后的光，经场透镜20到达第1分光镜26。第1分光镜26具有只反射光的蓝色成分而使红色和绿色成分通过的功能，第2分光镜27具有反射光的绿色成分而使红色成分通过的功能，场反射镜(フイ-ルドミラ-)28具有反射光的绿色成分的功能。因此，从灯组件4发出的白色光由第1及第2分光镜26、27分成蓝色光、绿色光及红色光，并被导入影像合成装置3中。

以往的液晶投影装置的光学系统不具有构成图2所示本发明液晶投影装置的光学系统2的前狭缝片23。

图6是表示本发明的偏振分光器25的结构的图，由于以往的液晶投影装置的偏振分光器25也具有相同的结构，所以参照该图，对以往的液晶投影装置进行说明。

如果光入射到偏振分光器25的第2界面126上，则偏振分光器25的偏振功能不能充分发挥，所以为维持偏振分光器25的第1界面125和后狭缝片24的各狭缝24a的相对位置精度，而将后狭缝24设置成与偏振分光器25的光入射侧表面接触或设置在与该表面接近的位置上。

另外，偏振分光器25若超过临界温度，则偏振功能明显降低，所以要在不超过临界温度的范围内使用，而由于后狭缝片24设置成与偏振分光器25的光入射侧表面接触或设置在与该表面接近的位置上，所以存在下述问题：热量从因受到来自灯组件4的光照射而变成高温状态的后狭缝片24向偏振分光器25传递，而导致偏振分光器25变成高温状态。

与此相对，在本发明的液晶投影装置中，如图7所示，在光学系统2的光路上，在从后狭缝片24向灯组件4侧离开的位置上，配置有前狭缝片23，在前狭缝片23上，在沿光轴方向与后狭缝片24的各狭缝24a相互重合的多个位置上，开设有多条狭缝23a，所以对偏振分光器25来说不需要的入射光的大部分被前狭缝片23遮挡。由此，与以往相比，后狭缝片24接受的不需要的光量变少，其结果，能防止后狭缝片24超过临界温度而变成高温状态。

虽然前狭缝片23会因受到来自灯组件4的光照射而变成高温状态，但是由于不仅将前狭缝片23设在从偏振分光器25离开的位置上，而且在前狭缝片23与偏振分光器25之间还夹设有热传导率较低的耐热玻璃制成的第2积分透镜22，所以，从前狭缝片23传递到偏振分光器25上的热量很少。

因此，根据本发明的液晶投影装置的光学系统2，可将偏振分光器25的温度上升抑制在最小限度，其结果，不会有偏振分光器25超过临界温度而变成高温状态的问题。

影像合成装置3

如图8及图9所示，影像合成装置3是通过在立方体状的合色棱镜31的3个侧面上分别安装蓝色用液晶面板33b、绿色用液晶面板33g及红色用液晶面板33r而构成的。

如图8所示，影像合成装置3通过在光学系统保持壳体7的盖体7a上开设的开口172，收纳在该光学系统保持壳体7内。

如图2所示，在3张液晶面板33b、33g、33r的光入射侧，分别安装有入射偏振片保持器36b、36g、36r，在入射偏振片保持器36b、36g、36r上，保持有后述3张入射偏振片32b、32g、32r。

由图5所示的第1分光镜26及场反射镜29a反射后的蓝色光，被导向场透镜35b，经由场透镜35b、蓝色入射偏振片32b、蓝色用液晶面板33b及蓝色出射偏振片34b，到达合色棱镜31。

另外，由第2分光镜27反射后的绿色光，被导向场透镜35g，经由场透镜35g、绿色入射偏振片32g、绿色用液晶面板33g及绿色出射偏振片34g，到达合色棱镜31。

同样，由两面场反射镜28、29b反射后的红色光，被导向影像合成装置3的场透镜35r，经由场透镜35r、红色入射偏振片32r、红色用液晶面板33r及红色出射偏振片34r，到达合色棱镜31。

被引导到合色棱镜31的3色影像光被合色棱镜31合成，由此得到的彩色影像光经由投射透镜39向前方的屏幕放大投射。

如图10所示，蓝色入射偏振片32b、绿色入射偏振片32g及红色入射偏振片32r，分别是通过在蓝宝石玻璃制成的玻璃基材32a的表面上接合合成树脂制成的偏振膜32c而构成的。各入射偏振片32b、32g、32r受到光的照射而发热，如果偏振膜32c的温度超过临界温度，则偏振功能明显降低，所以通过图8及图9所示的冷却装置5喷吹外部空气，来冷却各入射偏振片32b、32g、32r。

但是，在以往的液晶投影装置中，为使偏振膜32c的温度不超过临界温度，需要使冷却装置5的冷却风扇高速旋转，其结果，存在从冷却装置5产生的噪音增大的问题。

鉴于此，为了通过扩大玻璃基材32a的面积即散热面积来实现各入射偏振片32b、32g、32r的温度降低，而进行了下述实验：将偏振膜32c的面积保持一定，制作玻璃基材32a的面积不同的多种绿色入射偏振片32g，将这多种绿色入射偏振片32g分别安装到液晶投影装置上，测定使用状态下的偏振膜32c的温度。另外，偏振膜32c的大小为20.8mm×16.3mm，室温为27℃。将实验结果示于下述表1及图11中。

表1

根据图11可知，在将玻璃基材32a相对于偏振膜32c的面积比设在178％以上的情况下，偏振膜32c的温度稳定于比较低的温度。另一方面，在将前述面积比设在150％以下的情况下，偏振膜32c的温度上升明显。

进而，在将前述面积比设定在150％～178％的情况下，偏振膜32c的温度相对于前述面积比的变化不稳定。其原因可以认为是，由于从偏振膜32c向玻璃基材32a传热的传热量与从玻璃基材32a散热的散热量大致均衡，所以如果前述传热量及/或散热量由于某种原因而稍微变动，则两者的大小关系便会颠倒，由此偏振膜32c的温度相对于前述面积比的变化变得不稳定。

考察以上的实验结果后认为，在将前述面积比设定在150％以下的情况下，从玻璃基材32a散热的散热量比从偏振膜32c向玻璃基材32a传热的传热量小，所以偏振膜32c的温度上升变得明显。

在此，偏振膜32c的热量首先传递到接合偏振膜32c的玻璃基材32a中央区域，从该中央区域慢慢向周围的外周区域传递。但是，由于玻璃基材32a的热传导率较低，所以即使偏振膜32c发热，从玻璃基材32a的中央区域离开一定距离以上的外周区域的温度也几乎不会上升。由此，从该外周区域散热的散热量很少。

因此可以认为，在将前述面积比设定在178％以上的情况下，即使扩大玻璃基材32a的表面积，散热面积也不会扩大，所以偏振膜32c的温度大致恒定。

于是，基于上述实验结果，将玻璃基材32a相对于偏振膜32c的面积比设定为使偏振膜32c的温度稳定于比较低的温度、而且玻璃基材32a的表面积最小的178％。另外，蓝色入射偏振片32b、绿色入射偏振片32g及红色入射偏振片32r的偏振膜32c大小设定为20.8mm×16.3mm，玻璃基材32a的大小设定为27.8mm×21.8mm。

由此，可降低冷却装置5的冷却风扇的转速，从而能使从冷却装置5发出的噪音降低。

光学系统保持壳体7

构成图5所示光学系统2的前狭缝片23、第2积分透镜22、后狭缝片24、偏振分光器25、场透镜20、第1及第2分光镜26、27及3面场反射镜28、29a、29b，设置在图12及图13所示的、由合成树脂制成的一体成型品构成的光学系统保持壳体7内。在光学系统保持壳体7的右端部收纳有灯组件4，并且，在光学系统保持壳体7的前方端部形成有空间70，在该空间70的内部设置上述影像合成装置3。

在光学系统保持壳体7上，在顺沿于从灯组件4到影像合成装置3的光路的两壁上形成有：用于设置图5所示前狭缝片23的第1设置槽71、用于设置第2积分透镜22的第2设置槽72、用于以重合的状态设置后狭缝片24及偏振分光器25的第3设置槽73、用于设置场透镜20的第4设置槽74、分别用于设置第1及第2分光镜26、27的第5及第6设置槽75、76、和分别用于设置3面场反射镜28、29a、29b的第7到第9设置槽77、78a、78b。

图14及图15表示下述状态：在各设置槽71～78b中设置有构成光学系统2的前狭缝片23、第2积分透镜22、后狭缝片24、偏振分光器25、场透镜20、第1及第2分光镜26、27及3面场反射镜28、29a、29b。

本发明的液晶投影装置，作为图5所示的3张液晶面板33r、33g、33b，可将对角线长度为0.6英寸的液晶面板与0.7英寸的液晶面板互换使用。

图5所示的第1积分透镜21与第2积分透镜22之间的间隔需要根据所使用的液晶面板的尺寸而进行变更，但在以往的液晶投影装置中，在光学系统保持壳体的两壁上形成有沿着光路相互离开的2个槽部，利用这2个槽部分别保持第1积分透镜21及第2积分透镜22，所以，为了能够使用尺寸不同的多种液晶面板，需要准备前述2个槽部的间隔不同的多种光学系统保持壳体，结果会导致设计时间及制造成本的增加。

与此相对，在本发明的液晶投影装置中，可将用于保持第1积分透镜21的2种透镜保持器、即图18(a)所示的0.6英寸用透镜保持器8a与图18(b)所示的0.7英寸用透镜保持器8b互换安装。另外，0.6英寸用透镜保持器8a与0.7英寸用透镜保持器8b，除后述的定位销位置不同以外，具有相同结构，所以只对0.6英寸用透镜保持器8a进行说明，省略关于0.7英寸用透镜保持器8b的说明。

如图16所示，0.6英寸用透镜保持器8a具有：保持第1积分透镜21的钣金制成的矩形框体82、和从该框体82沿光学系统保持壳体7的上表面及下表面延伸的一对钣金制成的安装板83a、83b。在一对安装板83a、83b上，分别朝下突出设置有一对定位销81、81。

如图14及图15所示，在光学系统保持壳体7的上壁上，开设有用于插入前狭缝片23、第2积分透镜22、后狭缝片24、偏振分光器25及场透镜20的插入口180。

如图16所示，在光学系统保持壳体7的上壁上，安装有用于封闭插入口180的顶板179。在顶板179上，开设有用于插入两透镜保持器8a、8b的开口171、和用于将两透镜保持器8a、8b定位的定位孔78、78，在该顶板179的定位孔78、78中，嵌入突出设置于两透镜保持器8a、8b的上侧安装板83a上的定位销81、81。

同样，在光学系统保持壳体7的底壁上，也开设有定位孔78、78，在该定位孔78、78中，嵌入突出设置于下侧安装板83b上的定位销81、81。

如图17所示，两透镜保持器8a、8b，在突出设置于上侧安装板83a上的定位销81、81与顶板179的定位孔78、78嵌合的状态下，分别借助螺纹件182、182紧固在顶板179上。在该状态下，使突出设置于两透镜保持器8a、8b的下侧安装板83b上的定位销81、81嵌入光学系统保持壳体7的底壁的定位孔78、78中，然后借助螺纹件181、181将顶板179紧固在光学系统保持壳体7的上壁上，从而将第1积分透镜21安装到光路上的规定位置。

图18(b)所示0.7英寸用保持器8b的各定位销81、81突出设置在比图18(a)所示0.6英寸用保持器8a的各定位销81、81更远离框体82的位置上，由此，图18(b)所示0.7英寸用保持器8b的两定位销81、81与安装于框体82上的第1积分透镜21表面之间的间隔S3及S4，比图18(a)所示0.6英寸用保持器8a的两定位销81、81与安装于框体82上的第1积分透镜21表面之间的间隔S 1及S2大。其结果，安装0.7英寸用保持器8b时的第1积分透镜21与第2积分透镜22间的间隔d2，比安装0.6英寸用保持器8a时的间隔d1大。

上述间隔d1设定成适于0.6英寸液晶面板的间隔，并且，上述间隔d2设定成适于0.7英寸液晶面板的间隔。

因此，根据本发明的液晶投影装置，只要根据液晶面板的尺寸更换保持第1积分透镜21的透镜保持器，便可使用尺寸不同的多种液晶面板。其结果，不需要准备多种光学系统保持壳体，与以往相比，可实现设计时间的缩短及制造成本的降低。

冷却组件5

如图4、图8及图9所示，在影像合成装置3的下方，载置有用于冷却该影像合成装置3的冷却组件5。

在以往的液晶投影装置中，冷却组件相对于构成影像合成装置的红色、绿色及蓝色液晶面板配置有专用的冷却风扇，通过3台冷却风扇冷却3张液晶面板。

另外，如图5所示，从灯组件4到3张液晶面板33b、33g、33r的光路中，到蓝色用液晶面板33b的蓝色用光路、与到绿色用液晶面板33g的绿色用光路的长度相同，仅到红色用液晶面板33r的红色用光路变长。对于3张液晶面板33b、33g、33r接受的光来说，其光路越长，则强度越低，所以红色用液晶面板33r接受的光的强度最小。

在此，由于3张液晶面板33b、33g、33r的发热量与各液晶面板33b、33g、33r接受的光的强度相应地变动，所以蓝色用液晶面板33b的发热量最大，红色用液晶面板33r的发热量最小。

鉴于此，在本发明的液晶投影装置中，着眼于由光路长之差引起的3张液晶面板33b、33g、33r的发热量之差，省略以往相对于红色、绿色及蓝色液晶面板分别配置的3台冷却风扇中的、发热量最小的红色用液晶面板33r专用的冷却风扇，用2台冷却风扇构成冷却组件5。

如图19所示，冷却组件5包括第一排气风扇52、第2风扇53、和大致T字状的外壳54。在外壳54的内部，形成有用于将从两个冷却风扇52、53吸入的外部空气导向图9所示3张液晶面板33b、33g、33r及图5所示3张入射侧遮光片32b、32g、32r的流路。另外，第一排气风扇52与第2风扇53以其空气吹出方向相互交叉的姿势设置。

如图20及图21所示，外壳54通过将上外壳半体54a和下外壳半体54b相互接合而构成，在该外壳54上，朝向彼此成90度的不同方向开设有连结第一排气风扇52的第1安装口57、和连结第2风扇53的第2安装口58。

在上外壳半体54a的上壁中与第1安装口57邻接的位置上，开设有用于向图5所示蓝色入射侧遮光片32b吹出空气的蓝色用第1吹出口55b、和用于向蓝色用液晶面板33b吹出空气的蓝色用第2吹出口56b。另外，在与第2安装口58邻接的位置上，开设有用于向图5所示绿色入射侧遮光片32g吹出空气的绿色用第1吹出口55g、和用于向绿色用液晶面板33g吹出空气的绿色用第2吹出口56g。

进而，在上外壳半体54a的上壁中沿着从第1安装口57导入的空气的流路而从第1安装口57离开的位置上，开设有用于向图5所示红色入射侧遮光片32r吹出空气的红色用第1吹出口55r、和用于向红色用液晶面板33r吹出空气的红色用第2吹出口56r。

另一方面，如图21及图22所示，在下外壳半体54b中，形成有从第1安装口57直线状延伸到蓝色用第1吹出口55b及蓝色用第2吹出口56b的第1上游侧流路部151、从第2安装口58直线状延伸到绿色用第1吹出口55g及绿色用第2吹出口56g的第2上游侧流路部152、和通过了第1及第2上游侧流路部151、152的空气合流后到达红色用第1吹出口55r及红色用第2吹出口56r的下游侧流路部153。

另外，在第1上游侧流路部151与下游侧流路部153之间，形成有第1节流部59a，并且，在第2上游侧流路部152与下游侧流路部153之间，形成有第2节流部59b。

因此，从第一排气风扇52导入外壳54的第1安装口57、并通过第1上游侧流路部151流向下游侧流路部153的空气的量，由于第1节流部59a产生的流路阻力而被限制为一定量，所以从第1安装口57导入的空气中的一部分空气从开设于第1节流部59a上游侧的蓝色用第1吹出口55b及蓝色用第2吹出口56b吹出。由此，可充分冷却蓝色入射侧遮光片32b及蓝色用液晶面板33b。

同样，从第2风扇53导入外壳54的第2安装口58、并通过第2上游侧流路部152流向下游侧流路部153的空气的量，由于该第2节流部59b产生的流路阻力而被限制为一定量，所以从第2安装口58导入的空气中的一部分空气从开设于第2节流部59b上游侧的绿色用第1吹出口55g及绿色用第2吹出口56g吹出。由此，可充分冷却绿色入射侧遮光片32g及绿色用液晶面板33g。

另外，通过第1节流部59a后的一定量空气经过下游侧流路部153直线流向红色用第1吹出口55r及红色用第2吹出口56r。进而，通过第2节流部59b后的一定量空气经过下游侧流路部153，合流到朝向红色用第1吹出口55r及红色用第2吹出口56r的空气流中。其结果，从第1安装口57导入并通过第1节流部59a后的一定量空气、和从第2安装口58导入并通过第2节流部59b后的一定量空气，经过下游侧流路部153，从红色用第1吹出口55r及红色用第2吹出口56r吹出，由此，可充分冷却红色入射侧遮光片32r及红色用液晶面板33r。

在以往的液晶投影装置中，冷却组件包括相对于红色、绿色及蓝色液晶面板分别专门配置的3台冷却风扇，而根据上述本发明的液晶投影装置，可使用2台冷却风扇52、53，充分冷却3种颜色的入射侧遮光片32r、32g、32b及液晶面板33r、33g、33b。由此，省略了1台冷却风扇的设置空间，相应地，可实现装置的小型化，并且，工作时的总耗电量也能减少与该冷却风扇的耗电量相应的量。

灯组件4

如图2所示，灯组件4收纳在光学系统保持壳体7的右端部，如图23所示，在该光学系统保持壳体7的右端部的后壁174上，安装有吸气用外壳45，在该吸气用外壳45的端部上，安装有用于冷却灯组件4的灯冷却风扇42。

如图24及图25所示，灯组件4具有反射器46、设置于该反射器46的焦点位置上的灯41、沿灯41的光出射方向配置于前方的透镜47、和由矩形框体构成的灯外壳140，通过在该灯外壳140的开口部安装反射器46及透镜47而构成。反射器46的背面被光学系统保持壳体7的4个侧壁174、176、177、178包围。

如图24所示，灯组件4在灯外壳140的两侧壁140a、140b与光学系统保持壳体7的两侧壁174、176相互接触的状态下，收纳于光学系统保持壳体7的右端部内，在灯外壳140的后方侧侧壁140a上，开设有空气导入孔141。另外，在反射器46的后方侧侧部46a上，在与空气导入孔141对应的位置上开设有开口49a，在该开口49a上，设置有金属制成的筛网过滤器48a。

另一方面，在灯外壳140的前方侧侧壁140b中与空气导入孔141对置的位置上开设有空气排出孔142。另外，在反射器46的前方侧侧部46b中与空气排出孔142对应的位置上开设有开口49b，在该开口49b上，设置有金属制成的筛网过滤器48b。

如图23所示，在光学系统保持壳体7的右端部的后壁174上，开设有用于将来自灯冷却风扇42的空气吸入到光学系统保持壳体7内的第1吸入孔43、第2吸入孔44a及第3吸入孔44b。第1吸入孔43具有在上下方向(宽度方向)上较长的矩形开口形状，第2吸入孔44a及第3吸入孔44b形成为具有第1吸入孔43的大致三分之一宽度的矩形形状，在两吸入孔44a、44b之间，由光学系统保持壳体7的后壁174的一部分形成具有第1吸入孔43的大致三分之一宽度的挡风壁44c。

如图24所示，第1吸入孔43朝向灯外壳140的空气导入孔141及反射器46的开口49a开口，第2吸入孔44a及第3吸入孔44b朝向反射器46的背面开口。

如图23所示，在光学系统保持壳体7的右端部的右侧壁175上，开设有排气孔170，如图2所示，面向该排气孔170设置有构成排气装置6的第一排气风扇61。该排气孔170相对于安装有排气装置6的下半壳体12的右壁面倾斜地形成。

如图2所示，在下半壳体12的后壁上，开设有狭缝状的背面吸气孔19，面向该背面吸气孔19设置有图23所示的灯冷却风扇42。

如图24所示，由灯冷却风扇42从外壳1的背面吸气孔19吸入的空气经由吸气用外壳45内的流路，从第1吸入孔43、第2吸入孔44a及第3吸入孔44b向灯组件4导入。

通过第1吸入孔43后的空气，经由灯外壳140的空气导入孔141及反射器46的筛网过滤器48a，导入到反射器46的内侧，经由相反侧的筛网过滤器48b及空气排出孔142，从排气狭缝173排出到光学系统保持壳体7的外部。排出的高温空气被第一排气风扇61吸入，并从外壳1的排气孔14排出到外壳1的外部。

另一方面，如图23所示，在第2吸入孔44a与第3吸入孔44b之间设置有挡风壁44c，所以通过第2吸入孔44a后的空气沿着反射器46的上部流动，通过第3吸入孔44b后的空气沿着反射器46的下部流动。

沿着反射器46的上部及下部流动的空气被第一排气风扇61吸入，从外壳1的排气孔14排出到外壳1的外部。

在以往的液晶投影装置中，没有图23所示的挡风壁44c，是通过从连通了第2吸入孔44a和第3吸入孔44b的一个大的送风口送入空气，来冷却灯组件4，从而存在下述问题：尽管赋予了足够的风量，也会由于从灯组件4发出的热量，而使图25所示光学系统保持壳体7的上壁177及下壁178变质、劣化。

分析其原因可知：从1个送风口送入的空气的大部分会沿着反射器46的背面，在该反射器46的上下方向上的中央部流动，所以尽管在该中央部能得到某种程度的冷却效果，但在接近于光学系统保持壳体7的上壁177及下壁178的、反射器4的上部及下部区域，不能得到充分的冷却效果。

鉴于此，在本发明的液晶投影装置中，通过使从灯冷却风扇42排出的空气强制性地朝向反射器46的上部及下部区域分流，而解决了上述问题。由此，可充分冷却反射器46的上部及下部区域，结果，光学系统保持壳体7的上壁177及下壁178的温度比以往的液晶投影装置相比降低了，所以可防止光学系统保持壳体7由变质引起的劣化。

排气装置6

如图2及图3所示，在下半壳体12的右侧壁上，安装有包括第一排气风扇61及第二排气风扇62的排气装置6。第一排气风扇61以其吸气方向朝向灯组件4的方式设置，第二排气风扇62以其吸气方向朝向电源装置9的方式设置，两排气风扇61、62的排气方向相互交叉。

如图26及图27所示，排气装置6通过在合成树脂制成的风扇保持器63与金属制成的风扇罩64之间夹持第一排气风扇61及第二排气风扇62而构成。在风扇罩64的上表面及下表面上，突出设置有与开设于风扇保持器63的上壁及下壁上的槽部65卡合的钩部66，风扇罩64在钩部66与风扇保持器63的槽部65卡合的状态下，在两侧部被螺纹紧固。

在以往的液晶投影装置中，排气装置由朝向灯组件4设置的1台排气风扇构成。因此，会从排气装置排出灯组件4周围的高温空气，而对接触该排出空气的使用者造成不适感。

在本发明的液晶投影装置中，构成排气装置6的第一排气风扇61如图2所示朝向灯组件4设置，所以从灯组件4产生的高温空气被吸入该第一排气风扇61。另一方面，第二排气风扇62朝向设置于从灯组件4离开的区域中的电源装置9设置，所以吸入到该第二排气风扇62的是比吸入到前述第一排气风扇61的空气温度低的空气。

在此，由于两排气风扇61、62的排气方向相互交叉，所以从第一排气风扇61吸入的空气与从第二排气风扇62吸入的空气混合后从排气孔14排出，其结果，与以往的投影装置相比，排气温度降低。

另外，设置两排气风扇61、62所需的外壳1的内部空间，会随着第一排气风扇61的排气方向与第二排气风扇62的排气方向的交叉角度的增大而扩大。鉴于此，为了求出排气温度的降低效果达到最大时的、第一排气风扇61的排气方向与第二排气风扇62的排气方向的交叉角度，而将该交叉角度作为参数，进行了测定排气温度变化的实验，结果发现，在该交叉角度落入40度～60度的范围时，排气温度的降低效果最大。

即，在前述交叉角度小于40度的情况下，从两排气风扇61、62吸入的空气没有充分混合便被排出，其结果，会从排气装置6的第一排气风扇61侧排出高温空气，从第二排气风扇62侧排出低温空气。

与此相对，在前述交叉角度为40度～60度的范围内的情况下，从第一排气风扇61吸入的高温空气与从第二排气风扇62吸入的低温空气将被充分混合，结果，排气温度降低。

但是，在前述交叉温度大于60度的情况下，与交叉角度为40度～60度的情况相比，相对于交叉角度的增大来说，排气温度的降低程度变小。交叉角度接近于90度时，从第一排气风扇61吸入的高温空气、与从第二排气风扇62吸入的低温空气相互冲撞，由此，会阻碍空气向后方的顺利流动，不能得到充分的排气效果。

鉴于此，在本实施例中，将第一排气风扇61的排气方向与第二排气风扇62的排气方向的交叉角度设成40度。另外，第一排气风扇61与第二排气风扇62分别相对于外壳1的右壁面以20度的倾斜角度安装。由此，可将伴随着排气装置设置空间的增大而产生的装置大型化抑制到最小限度，并实现排气温度的降低。

实际测定本实施例的排气装置6的排气温度及噪音发现，即使在与以往相比降低两排气风扇61、62的转速的情况下，排气温度也降低大约10℃，排气装置6产生的噪音降低大约2dB。

进而，本发明的液晶投影装置，具有使灯组件4发出的光的强度降低而实现耗电量的降低的低耗电模式，在设定为该低耗电模式时，可通过降低前述第一及第二排气风扇61、62的转速，而实现排气装置6发出的噪音的进一步降低。

用于降低排气装置的排气温度的改进构造

如图28和图29所示，本发明液晶投影装置的下半壳体12上设置有灯组件盖120、灯组件安装孔111、下半壳体进气孔16和17、下壳体侧斜面进气孔18。其中灯组件盖120的侧斜面上还设置有灯组件盖进气孔126。

请一起参考图30、图31以及图32，可以看出，下半壳体进气孔16和灯组件盖进气孔126处于第一排气风扇61的正下方，而下半壳体进气孔17和下壳体侧斜面进气孔18对应于第二排气风扇62进行设置。

灯组件盖120的作用在于便于更换灯组件4，当需要更换灯组件4时，打开灯组件盖120，经由灯组件安装孔111取出旧的灯组件并装入新的灯组件，最后再装上灯组件盖120即完成更换过程。

下面结合图33的分解立体图来介绍通过这种改进的构造来降低排气装置的排气温度的具体原理。在投影装置工作期间，整机外部的冷空气A通过灯组件盖120上的灯组件盖进气孔126进到整机内，再进一步通过下半壳体12的下半壳体进气孔16被第一排气风扇61从其侧部开口(未示出)处吸入。吸入的外部冷空气A与从灯组件4吸入的高温气体B通过第一排气风扇61混合后排出。排出的气体C通过与第二排气风扇62排出的气体D进一步混合后排出整机。

在此，由于增加了一股进入第一排气风扇61的外部较冷空气A，所以从第一排气风扇61吸入的气体与从第二排气风扇62吸入的气体混合后从排气孔14排出，其结果，与以往的投影装置相比，排气温度降低。

为了防止投影装置放在铺有软布的台面上使用时面向底部的进气孔被堵住，将灯组件盖进气孔126开在相对应的侧斜面上。

通过改变进气孔的数量或开口面积，可调节排出气体的温度。前述进气孔的形状可以为栅栏形，也可以为阵列形，以及任何其它合适的形状。另外，可以不设置下半壳体进气孔16及其所在的大致梯形的板状结构而仅设开口部(即增大了安装孔111的实际开口面积)，这样经由灯组件盖进气孔126吸入的外部空气可以直接进入第一排气风扇61。

注意，本实施例中，第一排气风扇61的侧部具有吸气口(未标示)，只是利用了第一排气风扇61经由下半壳体进气孔16和灯组件盖进气孔126从侧部进行吸气降温。应当理解，还可以同时将第二排气风扇62选定为可以从其侧部经由下半壳体进气孔17和下壳体侧斜面进气孔18进行吸气的风扇。或者只选定第二排气风扇62可以进行侧部吸气，而第一排气风扇61不进行侧部吸气。

当然，进气孔16、17和126在下半壳体12上的位置可以是任何便于第一及第二排气风扇61、62吸气的地方，而不是必须地设在第一及第二排气风扇61、62的正下方。

未采用本发明的情况下，整机的排气温度达到83度以上。通过增加了排气扇底部的进气孔后，排气温度可控制在80度以下。

需要指出的是，这里所用到的术语“底部”、“侧部”、“侧斜面”、“正下方”等均是相对的、示例性的。它们可以根据投影装置的不同使用及放置方式而变化。

进而，这里所介绍的用于降低排气装置的排气温度的改进构造，在不改变整体冷却构造的情况下，通过局部调整进气结构来改善了排气温度。有效地控制了成本并缩短了开发周期，并能与母机型的部品通用。

Claims (6)

1.一种投影装置，具有：光源，设置在外壳的内部；光学系统，利用来自该光源的光并形成影像；及排气装置，利用通过形成在所述外壳上的第一进气孔而导入外壳内的外部空气来冷却所述外壳的内部，并向外壳外排出冷却后的空气，其特征在于，在与冷却光源后至排气装置为止的冷却流路对应的位置的外壳上设置第二进气孔，利用从第二进气孔导入的外部空气使冷却光源后的空气的温度下降，并将其从排气装置排出，其中，所述排气装置具有沿所述外壳的壁面排列的第一排气风扇和第二排气风扇，所述第二进气孔对应于所述第一排气风扇设置，以便通过所述第二进气孔进行吸气；第一排气风扇以其吸气方向朝向所述光源的方式设置，并且，第二排气风扇以其吸气方向朝向从所述光源离开的区域的方式设置，两个排气风扇的排气方向相互交叉，使两个排气风扇排出的气体进一步混合后排出所述投影装置。

2.如权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述外壳包括下半壳体，所述第二进气孔包括开在所述下半壳体的底壁上的进气孔。

3.如权利要求1或2所述的投影装置，其特征在于，所述外壳包括灯组件盖，所述第二进气孔包括开在所述灯组件盖上的进气孔。

4.如权利要求3所述的投影装置，其特征在于，所述灯组件盖上的进气孔开在所述灯组件盖的侧斜面上。

5.如权利要求4所述的投影装置，其特征在于，可通过改变所述第二进气孔的开口面积来调节排出气体的温度。

6.如权利要求2所述的投影装置，其特征在于，所述下半壳体的底壁上的进气孔在所述下半壳体的底壁上正对所述第一排气风扇的侧面设置，所述外壳还包括灯组件盖，所述灯组件盖上的进气孔与所述下半壳体的底壁上的进气孔相对应设置。

Images