CN101738835B

CN101738835B - 投射型显示装置

Info

Publication number: CN101738835B
Application number: CN200910222888.2A
Authority: CN
Inventors: 藤林纮子; 目黑弘行; 高井和浩
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2008-11-20
Filing date: 2009-11-20
Publication date: 2011-05-11
Anticipated expiration: 2029-11-20
Also published as: US8328364B2; CN101738835A; JP5422977B2; JP2010122491A; US20100123877A1

Abstract

本发明提供了投射型显示装置。该投射型显示装置包括轴流式风扇和格栅。轴流式风扇包括叶片，所述叶片旋转以在轴向上产生气流，使得空气从壳体排出。格栅包括相对于所述轴向倾斜的倾斜板部分，倾斜板部分在轴流式风扇的气流出口侧处在与轴向垂直的方向上排列，由经过叶片的轴心的直线将格栅划分为第一区域和第二区域，倾斜板部分在第一区域和第二区域之间在不同的方向上倾斜，使得倾斜板部分沿着叶片旋转的方向倾斜。

Description

投射型显示装置

技术领域

本发明涉及投射型显示装置，其在屏幕上投影并显示图像。

背景技术

近年来，液晶投影装置已经被广泛地用作投影并显示图像的投射型显示装置。在液晶投影装置的示例中，光从光源发射并通过液晶面板进行调制以形成与图像信号对应的光学图像。这样获得的光学图像由投影透镜方大并显示在屏幕上。

诸如光源和电路部件的多个热源被布置在液晶投影装置的壳体中。因此，液晶投影装置通常包括通过利用布置在壳体中的轴流式风扇来将空气从壳体排出的冷却结构。

针对用于液晶投影装置的冷却结构，已经提出了各种技术。例如，日本未经审查的专利申请公布No.2005-242156和2005-25035揭示了一种结构，其中覆盖轴流式风扇的排出侧的格栅设置有具有倾斜部分的叶片构件，使得能够减小气流阻力并能够可靠防止光从壳体泄漏。作为另一个示例，日本未经审查的专利申请公布No.2005-10494揭示了一种结构，其中格栅设置有排气整流壁，其相对于轴流式风扇的旋转中心布置为同心圆状或放射状。

发明内容

但是，根据上述公布的冷却结构具有以下问题。例如，根据日本未经审查的专利申请公布No.2005-242156和2005-25035中描述的技术，叶片构件在格栅的整个区域上沿着相同方向倾斜。因此，存在其中倾斜方向与轴流式风扇的旋转方向(更具体而言，由轴流式风扇产生的气流的方向)不相符的区域。难以减小在这种区域内的气流阻力，并且存在排气的流量将减小或者噪音将升高的风险。根据日本未经审查的专利申请公布No.2005-10494所述的技术，能够防止排气流量的减小和噪音的升高。但是，因为格栅的排气整流壁相对于轴流式风扇的旋转中心布置为同心圆状或放射状，所以形成格栅的工艺不简单，并且格栅的外形设计上的通用性较低。

因此，期望提供一种投射型显示装置，其包括的格栅具有的形状使得能够容易地形成格栅，并且考虑轴流式风扇的旋转方向来设计，使得能够可靠地减小气流阻力，并能够可靠地防止气流流量的减小和噪音的升高。

根据本发明的实施例的投射型显示装置包括轴流式风扇和格栅。所述轴流式风扇包括叶片，所述叶片旋转以在轴向上产生气流，使得空气从壳体排出。所述格栅包括相对于所述轴向倾斜的倾斜板部分，所述倾斜板部分在所述轴流式风扇的气流出口侧处在与所述轴向垂直的方向上排列，由经过所述叶片的轴心的直线将所述格栅划分为第一区域和第二区域，所述倾斜板部分在所述第一区域和所述第二区域之间在不同的方向上倾斜，使得所述倾斜板部分沿着所述叶片旋转的方向倾斜。

在具有上述结构的投射型显示装置中，倾斜板部分在第一区域和第二区域之间在不同的方向上倾斜。因此，与格栅的整个区域上倾斜板部分均在相同方向上倾斜的情况不同，在第一和第二区域的每个区域中，倾斜板部分的倾斜方向与排气风扇的叶片的旋转方向(即，由叶片产生的气流的方向)相符。为了使得倾斜方向与气流的方向相符，沿着经过叶片的轴心的直线将格栅划分为第一和第二区域。因此，格栅被简单地划分为隔着直线的两个区域，例如左右区域或上下区域。因此，能够防止格栅被划分成的区域的数量过度增大。此外，可以防止倾斜板部分的形状在格栅的整个区域中变得复杂。

根据本发明的实施例，在各个区域中，倾斜板部分的倾斜方向与排气风扇的叶片的旋转方向相符。因此，与格栅的整个区域上倾斜板部分均在相同方向上倾斜的情况相比，当气流经过格栅时，能够可靠地减小对由轴流式风扇产生的气流施加的阻力。因此，能够防止利用轴流式风扇使空气从壳体排出的气流量减少，并且能够通过减小对气流的阻力来降低噪音。此外，可以在不使格栅的形状不必要地复杂的情况下来形成格栅。因此，与整流壁相对于轴流式风扇的旋转中心布置为同心圆状或放射状的情况相比，能够容易地形成格栅。此外，因为能够防止格栅的外形变得复杂，所以能够确保外形设计上的自由度和通用性。

附图说明

图1是图示液晶投影装置的示意性结构的图；

图2是图示三板式液晶投影设备中包括的光学系统单元的结构的示例的图；

图3是图示三板式液晶投影装置中包括的光学系统的结构的另一个示例的图；

图4是图示根据本发明的实施例的液晶投影装置的特征部分的结构的图；并且

图5A至5C是图示噪音测量的结果的示例的图。

具体实施方式

以下将参考附图对根据本发明的实施例的投射型显示装置进行说明。

这里，将液晶投影装置作为投射型显示装置的示例进行说明。在液晶投影装置中，光从诸如高压汞灯之类的光源发射，并通过液晶显示器件进行调制以形成与视频信号对应的光学图像。这样获得的光学图像由投影透镜放大并显示在屏幕上。包括用于红色(R)、绿色(G)和蓝色(G)各个颜色的三个面板式液晶显示器件的所谓三板式液晶显示装置被广泛用作液晶投影装置。在以下说明中，面板式液晶显示器件也被简称为“液晶面板”。

投射型显示装置的示意性结构

图1是图示液晶投影装置的示意性结构的图。

如图1所示，液晶投影装置包括布置在液晶投影装置的壳体1内的光学系统单元2和空冷单元3。

光学系统单元2将彩色图像投影并显示在屏幕上。

空冷单元3主要冷却光学系统单元2。除了光学系统单元2之外，空冷单元3还可以冷却布置在壳体1内的电子部件。电子部件例如是用于驱动光学系统单元2中包括的液晶面板的电路部件。

现在将对这些单元2和3进行说明。

光学系统单元的示意性结构

图2是图示在三板式液晶投影装置中包括的光学系统单元2的结构的示例。在图2中，液晶投影装置的光学系统单元2包括透射式液晶面板。

在如图2所示的光学系统单元2中，从光源11发射的光经过阻断红外线和紫外线的滤光器12、第一蝇眼透镜13、第二蝇眼透镜14、偏光转换元件15、以及聚光透镜16。然后，由每个均仅反射特定波带内的光的各个分色镜17将光分为R、G和B色光分量。R、G和B色光分量根据需要引导通过紫外吸收滤光器18、全反射镜19、聚光透镜20、中继透镜21等，并入射在与各色R、G和B对应的液晶面板23R、23G和23B上。液晶面板23R、23G和23B中的每个均设置有入射侧偏光板22、光学补偿板24和出射侧偏光板25。各色光分量经过各个入射侧偏光板22并入射在调制各色光分量的各个液晶面板23R、23G和23B上。这样调制的各色光分量经过各个光学补偿板24和各个出射侧偏光板25。在由液晶面板23R、23G和23B根据视频信号对各色光分量进行调制之后，调制后的各色光分量被根据需要引导通过半波长膜26并通过二向棱镜27组合。然后，组合后的光被投影透镜28放大并投影到屏幕上。因此光学系统党员2将彩色图像投影并显示在屏幕上。

图3是图示光学系统单元2的结构的另一个示例的图。在图3中，液晶投影装置的光学系统单元2包括反射式液晶面板。

与使用透射式液晶面板的情况(见图2)相似，在如图3所示的光学系统单元2中，从光源11发射的光经过滤光器12、第一蝇眼透镜13、第二蝇眼透镜14、偏光转换元件15和聚光透镜16。然后，由分色镜17将光分为R、G和B色光分量。然后，R、G和B色光分量被根据需要引导通过全反射镜19、偏光分束器(PBS)29和四分之一波长板24，并入射在与各色R、G和B对应的液晶面板30R、30G和30B上。然后，各色光分量由各个液晶面板30R、30G和30B根据视频信号进行调制，调制后的各色光分量通过二向棱镜27组合。然后，组合后的光被投影透镜28放大并投影到屏幕上。因此，光学系统单元2将彩色图像投影在屏幕上。空冷单元的示意性结构

如图1所示，空冷单元3包括进气风扇31、风扇管道32、排气风扇33和格栅34。

进气风扇31由例如多叶式风扇(sirocco fan)构成，并且空气从外部被引入壳体1中，并被朝向光学系统单元2引导。

风扇管道32将空气从进气风扇31朝向布置光学系统单元2处的位置引导，接着将已经经过布置光学系统单元2处的位置的空气朝向排气风扇33引导。

每个排气风扇33由具有旋转叶片的轴流式风扇构成，并通过使叶片旋转而在轴向上产生气流。因此，在壳体1内被引导通过风扇管道32的空气从壳体1排出。

格栅34包括彼此平行布置的多个所谓板条的板形构件，并且格栅34被布置为在排气风扇33的气流出口侧覆盖排气风扇33。格栅34形成为壳体1的一部分。

在具有以上所述结构的空冷单元3中，当空气通过进气风扇引入到壳体1中时，风扇管道32将空气从进气风扇31朝着布置光学系统单元2的位置引导。然后，在布置光学系统2的位置处发生热交换。在热交换之后，空气通过排气风扇33从壳体1排出。因而，空冷单元3通过产生气流冷却壳体1的内部。

在以上所述冷却结构中，格栅34布置在排气风扇33的气流出口侧处。格栅34用作排气口，空气在热交换之后从壳体1通过该排气口排出。格栅34还用作用于防止异物进入壳体1的构件。此外，格栅34还用作用于防止由光学系统单元2中的光源11发射的光从壳体1泄漏的阻挡构件。

由空冷单元3冷却的对象和空冷单元3在壳体1中的布置不受具体限制，只要空冷单元3至少包括排气风扇33和格栅34并具有通过排出壳体1内的空气来防止壳体1内的温度升高的冷却结构即可。

空冷单元的主要部分的结构

将进一步详细说明具有上述结构的空冷单元3的特征结构。

更具体而言，根据本实施例的空冷单元3中包括的格栅34具有特征结构。

图4A至4C是图示根据本实施例的液晶投影装置的特征部分的结构的图。

如图4A所示，格栅34覆盖每个排气风扇33的气流出口侧，并且当从气流出口侧观察时与排气风扇33重叠的格栅34的平面区域被经过排气风扇33的叶片的轴心的直线(此后称为边界线)划分为第一区域35a和第二区域35b。在图4A中，该平面区域被在竖直方向上延伸的边界线在左右方向上划分为第一区域35a和第二区域35b。

分别为各个排气风扇33划分该平面区域。在设置多个排气风扇33的情况下，与各个排气风扇33对应的平面区域中的每个均被划分为第一区域35a和第二区域35b。

虽然这里对其中在左右方向上将第一和第二区域彼此划分的情况进行了说明，但是划分平面区域的方向不限于左右方向。例如，还可以由在左右方向上延伸的边界线将平面区域划分为上下区域。

格栅34包括彼此平行布置的多个板条。如图4B和4C所示，每个板条在沿着边界线所延伸的方向所取的横截面中包括倾斜板部分34a和非倾斜板部分34b。

倾斜板部分34a相对于排气风扇33的叶片的转轴方向倾斜。

非倾斜板部分34b与排气风扇33的叶片的转轴方向基本平行地延伸，而不是相对于转轴方向倾斜。

在每个板条中，倾斜板部分34a和非倾斜板部分34b彼此连接，使得倾斜板部分34a位于排气风扇33附近，且非倾斜板部分34b位于壳体1的外侧附近。通过将每个均包括倾斜板部分34a和非倾斜板部分34b的各个板条在与排气风扇33的叶片的转轴方向垂直的方向上排列，来形成格栅34。

在格栅34的沿着边界线延伸的方向所取的横截面中，每个均通过将非倾斜板部分34b连接到倾斜板部分34a的位于气流出口侧的端部来形成的各个板条在与排气风扇33的转轴向垂直的方向上(在图4A至4C的竖直方向上)排列。

每个均包括倾斜板部分34a和非倾斜板部分34b的各个板条之间在与排气风扇33的转轴方向垂直的方向上的间隔(图4B和4C中的E)被确定为使得格栅34能够用作用于由排气风扇33产生的气流的排气口，并还用作用于防止异物进入的构件。更具体而言，板条之间的间隔被设定为大到足以确保作为气流能够不受阻挡地通过其排出的排气口的功能，但小到足以防止用户的手指等插入。例如，在板条的厚度为约1mm至2mm的情况下，板条之间的间隔可以设定为3mm至5mm。

板条的倾斜板部分34a的倾斜角可以设定为合适的角度，使得倾斜板部分34a不会成为抵抗由排气风扇33产生的气流的阻碍，并且使得能够容易地形成倾斜板部分34a。更具体而言，倾斜板部分34a相对于排气风扇33的叶片的转轴方向的倾斜角在例如30°至45°的范围内。板条的非倾斜板部分34b相对于叶片的转轴方向的倾斜角当然是0°。

倾斜板部分34a和非倾斜板部分34b的尺寸被设定为使得能够确保板条的强度(刚度)并能够防止光从壳体1泄漏。因此，倾斜板部分34a的倾斜角、倾斜板部分34a和非倾斜板部分34b在排气风扇33的转轴方向上的尺寸(图4B和4C中的C和D)、以及在与转轴方向垂直的方向上排列的板条之间的间隔(图4B和4C中的E)被设定为使得能够确保强度，并能够防止光泄漏。更具体而言，在例如倾斜板部分34a的倾斜角在30°至45°的范围内且板条的间隔(图4B和4C中的E)在3mm至5mm的范围内的情况下，倾斜板部分34a在转轴方向上的尺寸(图4B和4C中的C)可以被设定为1.5mm，而非倾斜板部分34b在转轴向上的尺寸(图4B和4C中的D)可以被设定为约2mm。

如上所述，格栅34的平面区域被划分为第一区域35a和第二区域35b。沿着经过排气风扇33的叶片的轴心的边界线将第一区域35a和第二区域35b彼此划分开。因此，排气风扇33的叶片移动的方向在第一区域35a和第二区域35b之间不同。如图4A所示，在例如排气风扇33的叶片顺时针旋转的情况下，叶片主要在第一区域35a中从下部向上移动，并在第二区域35b中从上部向下移动。

因此，倾斜板部分34a的倾斜方向在格栅34的第一区域35a和第二区域35b之间不同地倾斜，使得倾斜方向与排气风扇33的叶片的旋转方向相相符。

更具体而言，如图4B所示，在第一区域35a中，倾斜板部分34a与排气风扇33的叶片移动的方向相对应地沿着气流方向从下部向上倾斜。此外，未倾斜的非倾斜板部分34b连接到倾斜板部分34a的在其气流出口侧处的端部。

此外，如图4C所示，在第二区域35b中，倾斜板部分34a与排气风扇33的叶片移动的方向相对应地沿着气流方向从上部向下倾斜。此外，未倾斜的非倾斜板部分34b连接到倾斜板部分34a的在其气流出口侧处的端部。

因此，倾斜板部分34a在第一区域35a和第二区域35b之间与非倾斜板部分34b延伸的方向交叉地在相反的方向(即，彼此相反方向)上倾斜。

包括具有上述结构的格栅34的空冷单元3提供了以下效果。

如上所述，格栅34的倾斜板部分34a在第一区域35a和第二区域35b之间在不同方向上倾斜。因此，与格栅的整个区域上倾斜板部分均在相同方向上倾斜的情况不同，倾斜板部分34a的倾斜方向与排气风扇33的叶片的旋转方向(即，在区域35a和35b每个中由叶片产生的气流方向)相符。结果，与在格栅的整个区域上倾斜板部分均在相同方向上倾斜的情况相比，当气流经过格栅34时，施加到由排气风扇33产生的气流的阻力可以被可靠地减小。

因此，在包括具有上述结构的格栅34的空冷单元3中，减小了对经过格栅34的气流的阻力。结果，当由排气风扇33排出壳体1内的空气时，可以防止气流量的减小。此外，能够通过减小对气流的阻力来降低噪音。

这里，将对噪音降低功能的示例进行说明。

图5A至5C是图示噪音测量的结果的示例的图。

参考图5A，通过将两个排气风扇33彼此相邻地布置使得其气流出口侧被格栅34覆盖，并将话筒40布置在格栅34的气流出口侧，来进行噪音测量。为了比较，除了其中使用格栅34的情况(此后称为“状况2”)之外，还对其中使用具有在其整个区域上均在相同倾斜方向上倾斜的倾斜板部分的格栅的情况(此后称为“状况1”)和其中不设置格栅的情况(此后称为“状况3”)进行噪音测量。

图5B示出了施加到排气风扇33的电压(V)和由话筒40测量得到的噪音的大小(dB)之间的关系的示例。从图5B清楚的是，当电压较低时，噪音的大小在状况1和2之间显著不同。

图5C示出了在预定电压(例如，6V)施加到排气风扇33的情况下由话筒40测量得到的噪音的大小(dB)和噪音的频率(Hz)之间的关系的示例。从图5C清楚的是，特别在高频范围内，噪音的大小在状况1和2之间显著不同。

因此，从如图5B和5C的噪音测量结果清楚的是，与使用具有相倾斜方向的格栅的情况相比，包括具有上述结构的格栅34的空冷单元3确定地提供了噪音降低效果。

因此，在包括具有上述结构的格栅34的空冷单元3中，在格栅34的区域35a和35b中的每个中，倾斜板部分34a的倾斜方向与每个排气风扇33的叶片的旋转方向相符。结果，能够获得噪音降低效果。

为了使倾斜方向与气流方向相符，对于每个风扇均沿着经过排气风扇33的叶片的轴心的边界线将格栅34的平面区域划分为第一区域35a和第二区域35b。因此，平面区域被简单地划分为隔着边界线的两个区域，例如左右区域或上下区域。因此，能够防止平面区域被划分成的区域数量过度增大。

因此，与整流壁相对于每个排气风扇33的旋转中心布置为同心圆状或放射状的情况相比，格栅34的形状(更具体而言，区域35a和35b中倾斜板部分34a的形状)较简单。因此，防止格栅34的形状不必要地复杂，并能够容易地形成格栅34.

此外，与整流壁相对于每个排气风扇33的旋转中心布置为同心圆状或放射状的情况相比，格栅34的外形也较不复杂。结果，在外形的设计方面存在更多的自由度和通用性。

具体而言，如本实施例那样格栅34不仅具有倾斜板部分34a而且具有非倾斜板部分34b的结构在提高外形设计的自由度和通用性方面是极为有利的。在格栅34被构造为使得非倾斜板部分34b连接到倾斜板部分34a的在其气流出口侧的端部的情况下，格栅34在壳体1的外侧处暴露。非倾斜板部分34b在第一区域35a或第二区域35b中均不相对于每个排气风扇33的转轴方向倾斜。因此，如果非倾斜板部分34b在外侧暴露，则格栅34的外观不会在第一区域35a和第二区域35b之间不同。因此，即使倾斜板部分34a的倾斜方向在第一区域35a和第二区域35b之间不同，从外侧无法辨别该不同。因此，虽然倾斜板部分34a的倾斜方向在第一区域35a和第二区域35b之间不同，但是由于非倾斜板部分34b布置在气流出口侧，所以能够确保外形设计上的自由度和通用性。

此外，因为倾斜板部分34a和非倾斜板部分34b彼此连接，所以包括倾斜板部分34a和非倾斜板部分34b的板条具有弯折部分。因此，与例如板条是平板形状的情况相比，能够极容易地确保板条的强度(刚度)。

如上所述，能够通过将倾斜板部分34a和非倾斜板部分34b彼此连接来确保外形设计上的自由度和通用性。此外，因为倾斜板部分34a用作光阻挡板，所以能够防止由光源11发射的光从壳体1泄漏。

此外，如果如在本实施例中所述非倾斜板部分34b之间的间隔在3mm至5mm的范围内，则格栅34能够用作排气口而不会阻挡气流，并且能够有效防止异物进入壳体1。

此外，如果如本实施例那样将倾斜板部分34a的倾斜角设定在30°至45°的范围内，则能够有效地形成格栅34，并且能够减小由格栅34引起的气流阻力。此外，能够有效地防止由光源11发射的光从壳体1泄漏。

倾斜板部分34a的倾斜角、倾斜板部分34a和非倾斜板部分34b在排气风扇33的转轴方向上的尺寸、以及在与转轴方向垂直的方向上排列的板条之间的间隔可以如本实施例中所述的那样设定。在此情况下，能够可靠地防止由光源11发射的光从壳体1泄漏。

根据本发明的实施例的冷却结构适用于在壳体1内包括光源11的液晶投影装置。

虽然在本实施例中对本发明的优选示例进行了说明，但是本发明不限于本实施例。

例如，虽然在本实施例将液晶投影装置作为投射型显示装置的示例进行说明，但是本发明还可以相似地应用于其他类型的投射型显示装置，例如包括非液晶面板的调制器件的装置，只要壳体的内部被冷却即可。

本申请包含在2008年11月20日递交给日本专利局的日本在先专利申请JP2008-296513相关主题，其全部内容通过引用被结合于此。

本领域的技术人员应该理解，本发明不限于本实施例中所述的结构，只要在权利要求及其等同方案的范围内，可以取决于设计要求进行各种修改、组合、子组合和替换。

Claims

1.一种投射型显示装置，包括：

轴流式风扇，其包括叶片，所述叶片旋转以在轴向上产生气流，使得空气从壳体排出；以及

格栅，其包括相对于所述轴向倾斜的倾斜板部分，所述倾斜板部分在所述轴流式风扇的气流出口侧处在与所述轴向垂直的方向上排列，由经过所述叶片的轴心的直线将所述格栅划分为第一区域和第二区域，所述倾斜板部分在所述第一区域和所述第二区域之间在不同的方向上倾斜，使得所述倾斜板部分沿着所述叶片旋转的方向倾斜。

2.根据权利要求1所述的投射型显示装置，其中，所述格栅除了包括所述倾斜板部分之外还包括不相对于所述轴向倾斜的非倾斜板部分，所述非倾斜板部分连接到所述倾斜板部分的位于所述倾斜板部分的气流出口侧处的端部。

3.根据权利要求2所述的投射型显示装置，其中，在与所述轴向垂直的所述方向上排列的所述非倾斜板部分之间的间隔在3mm至5mm的范围内。

4.根据权利要求1所述的投射型显示装置，其中，所述倾斜板部分相对于所述轴向的倾斜角在30°至45°的范围内。

5.根据权利要求1所述的投射型显示装置，其中，所述倾斜板部分的倾斜角、所述倾斜板部分在所述轴向上的尺寸、以及所述倾斜板部分在与所述轴向垂直的所述方向上排列的间距被设定成防止由布置在所述壳体内的光源发射的光的泄漏。