CN102096286A - 投射型影像显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种不会妨碍光学部件的冷却效果且减少因微尘附着于光学部件而引起的画质的降低的投射型影像显示装置。本发明的投射型影像显示装置具备：外装壳体(1)，其收纳构成光学系统的光学部件(5)；冷却系统，其从设置在外装壳体(1)上的吸气口(2)经由空气过滤器(3)取入设备外空气，并通过吸气通道(6)将取入的设备外空气输送到需要冷却的光学部件(5)，并将冷却空气吹到该光学部件(5)上。冷却系统在吸气通道(6)中具有紊流形成部，该紊流形成部以前面侧形成为平滑地改变空气流的方向的倾斜面且背面侧形成紊流的方式形成。

Description

投射型影像显示装置

技术领域

本发明涉及投射型影像显示装置，尤其涉及对来自光源灯的照明光进行光调制而生成影像光的光学部件的冷却机构。

背景技术

目前，已知有所谓三板式液晶投射型影像显示装置，其通过分色镜将从光源射出的光束分离成三原色的红、绿、蓝色光，并且通过三张液晶面板根据各色光的影像信号进行光调制，合成调制后的各色光，并经由投射透镜将彩色影像放大投射。在这样的投射型影像显示装置的光学系统中包括光源灯、液晶面板、偏振板、光学补偿板这样温度上升成为问题的光学部件。另外，在上述部件的温度超过允许温度的情况下，存在无法适当地进行图像形成的问题。因此，在大多投射型影像显示装置中，采用将从设备外导入的空气向上述光学部件的周边输送来冷却上述光学部件的方法。

然而，在这样的冷却方法中，存在设备外的空气中含有尘埃的情况。并且，这样的尘埃进入投射型影像显示装置的内部并附着于光学部件时，由于遮挡光的透过或使光漫反射而产生使投射图像的画质劣化的问题。因此，在以往的投射型影像显示装置中，通常在取入设备外的空气的吸气口设置有空气过滤器。但是，即使在吸气口设置空气过滤器，也存在比空气过滤器的网眼小的灰尘通过空气过滤器而附着于光学部件的问题。

对于这样的问题，目前已知有如下对策。其一例为专利文献1所记载的例子。如图4所示，在导风路101内设置有海绵状的方型的尘埃除去用过滤器102，所述导风路101配设在位于设置有空气过滤器的吸气口的下游侧的吸气风扇与光学部件之间。

另外，作为其它对策，已知有专利文献2所记载的例子。如图5所示，在取入设备外空气的侧壳体201的开口202设置空气过滤器203，并且该空气过滤器203与开口202的间隙由密封构件204填补。并且，如图6所示，使板状构件以与空气过滤器203对置的方式直立，设置该板状构件作为整流部205。因此，经由空气过滤器203导入的空气与由该板状构件构成的整流部205的面碰撞后在第一通道206内流通，并被支承在基底通道207上的冷却风扇208、209吸入。由此，没有被空气过滤器203捕捉到的尘埃吸附于整流部205的直立面而被捕捉。

专利文献1：日本特开2004-126421号公报

专利文献2：日本特开2007-256899号公报

但是，图4所示的现有例的装置除了在吸气口设置空气过滤器以外，还设置有海绵状的方型的尘埃除去用过滤器102，双重地设置有空气过滤器。这对除去灰尘有效，但由于通风阻力变大而导致设备外空气的吸气量降低，造成冷却效率降低。另外，图5及图6中记载的装置存在如下问题：由于将微尘吹到与开口202的空气过滤器203对置而设置的整流部205的壁面而使其附着于该壁面，因此通风阻力变大，导致设备外空气的吸气量降低，从而造成冷却效率降低，微尘成为浮游在空气流中而容易流动的状态，因此也存在微尘的捕捉效率降低的问题。

发明内容

本发明鉴于这样的问题，其目的在于提供一种不会妨碍光学部件的冷却效果且减少因微尘附着于光学部件而引起的画质的劣化的投射型影像显示装置。

本发明的投射型影像显示装置具备：光学系统，其基于影像信号对来自光源灯的照明光进行光调制而生成影像光，并投射生成的影像光；外装壳体，其收纳构成光学系统的光学部件；冷却系统，其中，设备外空气取入用的吸气口设置在外装壳体上，通过吸气风扇经由设置在该吸气口的空气过滤器取入设备外空气，通过吸气通道将取入的设备外空气输送到所述光学部件中需要冷却的光学部件，并吹到该光学部件上，所述投射型影像显示装置的特征在于，所述冷却系统在所述吸气通道中具有紊流形成部，该紊流形成部为对空气流的障碍部，其以前面侧形成为平滑地改变空气流的方向的倾斜面或曲面且背面侧形成紊流的方式形成。

本发明的投射型影像显示装置由于这样构成，因此，取入吸气通道的设备外空气成为含有空气过滤器的网眼尺寸以下的微尘的空气流而被输送。但是，含有微尘的空气流在成为障碍物的紊流形成部的背面侧紊乱，空气流中含有的微尘附着于背面侧的壁面而被除去。由此，能够减轻微尘向光学部件的附着，能够实现画质的提高。另外，由于紊流形成部形成为前面侧平滑地改变空气流的流动方向，因此与形成双重的空气过滤器的现有例、或与吸气口的空气过滤器对置而配置有壁面的现有例相比，通风阻力变小，在到达光学部件之前能够有效地除去微尘。另外，这样附着于壁面而被除去的微尘不会再飞散，另外，由于没有大量地附着，因此不需要除去附着于构成紊流形成部的壁面上的灰尘。

另外，优选所述紊流形成部形成为在背面侧具有向上游侧凹陷的凹部。若这样构成，则在背面侧容易形成紊流(特殊的情况为卡门涡旋)，空气流容易被引入凹部，从而容易除去空气流中的微尘。

另外，优选所述紊流形成部配置在空气流中的中心部。若这样构成，则与构成紊流形成部的障碍物的背面侧的壁面接触的空气流变多，因此容易除去空气流中的微尘。

另外，可以构成为，所述紊流形成部中，形成有从形成流路的通道壁突出的突出壁来改变空气流的流动方向，并在该突出壁的背后侧通过突出壁和通道壁形成有向上游侧凹陷的凹部。若这样构成，使结构构件简化，从而能够形成在背面侧具有向上游侧凹陷的凹部的紊流形成部。

另外，优选所述紊流形成部中，对构成该紊流形成部的壁面中的至少一部分的壁面实施了容易附着灰尘的加工。若这样构成，能够提高微尘的除去效率，能够进一步减少图像的品质的劣化。

另外，本发明的投射型影像显示装置可以形成为，具备：光学系统，其基于影像信号对来自光源灯的照明光进行光调制而生成影像光，并投射生成的影像光；外装壳体，其收纳构成光学系统的光学部件；冷却系统，其中，设备外空气取入用的吸气口设置在外装壳体上，通过吸气风扇经由设置在该吸气口的空气过滤器取入设备外空气，通过吸气通道将取入的设备外空气输送到所述光学部件中需要冷却的光学部件，并吹到该光学部件上，所述投射型影像显示装置的特征在于，所述冷却系统的吸气通道具有从吸气口直进的直进部和从该直进部沿大致直角方向转换方向的转向前进部，并且在所述直进部与转向前进部的角部，直进部的尽头壁面向比转向前进部的通道壁前进的位置延伸，由此，在直进部的尽头部形成空气流的聚集部。

若这样构成，则与上述的发明的投射型影像显示装置同样，空气过滤器的网眼以下的微尘包含在空气流中而被在吸气通道内输送。但是，含有微尘的空气流被吹入直进部的空气流的聚集部时，通过空气流与尽头壁面碰撞，由此空气流中含有的微尘附着于尽头壁面而被除去。另外，该空气流的聚集部与现有的配置有与空气过滤器对置并由板状构件构成的整流部的部分相比较，由于不使用向吸气通道的通路突出的壁体，因此与现有例相比，能够减少通风阻力。由此，能够在空气流到达光学部件之前有效地除去微尘。另外，这样附着于空气流的聚集部的尽头壁面而被除去的微尘不会再飞散，另外，由于没有大量地附着，因此不需要除去附着于构成空气流的聚集部的尽头壁面的灰尘。

另外，优选所述空气流的聚集部中，对构成该聚集部的壁面中的至少一部分的壁面实施了容易附着灰尘的加工。若这样构成，能够提高微尘的除去效率，能够进一步减少图像的品质的劣化。

另外，本发明的投射型影像显示装置可以构成为，具备：光学系统，其基于影像信号对来自光源灯的照明光进行光调制而生成影像光，并投射生成的影像光；外装壳体，其收纳构成光学系统的光学部件；冷却系统，其中，设备外空气取入用的吸气口设置在外装壳体上，通过吸气风扇经由设置在该吸气口的空气过滤器取入设备外空气，通过吸气通道将取入的设备外空气输送到所述光学部件中需要冷却的光学部件，并吹到该光学部件上，所述投射型影像显示装置的特征在于，所述冷却系统在所述吸气通道具备所述的紊流形成部和所述的空气流的聚集部。若这样构成，则通过碰撞作用在空气流的聚集部具有使尘埃附着于壁面的作用，因此能够有效地除去比较大的尘埃。相对于此，紊流形成部的尘埃除去适于比较小的灰尘的除去。因此，在本发明中，能够进行发挥两者的特长的尘埃的除去，能够更可靠地进行尘埃除去。

根据本发明的投射型影像显示装置，虽然空气过滤器的网眼以下的微尘包含在为了冷却光学部件而取入的设备外空气中而被在吸气通道内输送，但由于该设备外空气流在通过紊流形成部或空气流的聚集部时微尘被除去，因此能够减少附着在光学部件上的微尘，能够实现画质的提高。另外，紊流形成部或空气流的聚集部的通风阻力与现有的结构相比变小，能够在到达光学部件之前有效地除去微尘。另外，附着于构成紊流形成部或空气流的聚集部的壁面的微尘为微量，不会再飞散，因此不需要除去。

附图说明

图1是本发明的实施方式1的投射型影像显示装置的冷却系统的示意图，(a)是简要结构图，(b)是主要部分放大图。

图2是本发明的实施方式2的投射型影像显示装置的冷却系统的示意图，(a)是简要结构图，(b)是主要部分放大图。

图3是表示本发明的实施方式3的投射型影像显示装置的冷却系统的简要结构的示意图。

图4是表示现有例的投射型影像显示装置的冷却结构的图。

图5涉及另一现有例的投射型影像显示装置的冷却结构，是开口周围的立体图。

图6涉及上述冷却结构，是整流部周围的剖视图。

符号说明：

1外装壳体

2吸气口

3空气过滤器

4吸气风扇

5光学部件

6吸气通道

7、8紊流形成部

9空气流的聚集部

61直进部

61a尽头壁面

62转向前进部

62b通道壁

72、82凹部

81突出壁

具体实施方式

以下，参照图1，说明本发明的实施方式1的投射型影像显示装置。

该投射型影像显示装置为上述的所谓三板式液晶投射型影像显示装置，其具备光学系统和外装壳体1，该光学系统基于影像信号对来自光源灯的照明光进行光调制而生成影像光，并投射生成的影像光，该外装壳体1收纳构成光学系统的光学部件。并且，该投射型影像显示装置中构成光学系统的光学部件的冷却系统如下构成。

图1(a)是表示该冷却系统的示意结构的图，在外装壳体1的取入设备外空气的吸气口2设置有空气过滤器3，在其下游侧设置有由轴流扇构成的吸气风扇4。另外，从吸气风扇4到构成光学系统的光学部件内的需要冷却的光学部件5而形成了吸气通道6。吸气通道6由朝向设备内水平地直进的直进部61和从直进部61沿垂直方向转换方向的转向前进部62构成。转向前进部62的前端向需要冷却的光学部件的下部开口，构成为使设备外空气从转向前进部62的吹出口62a吹向需要冷却的光学部件5的表面部。作为需要冷却的光学部件5，在本实施方式中为液晶光阀，也可以将构成液晶光阀的液晶面板、在其前后配置的偏振板、光学补偿板作为对象。

另外，在该转向前进部62的中心部设置有紊流形成部7。该紊流形成部7由前面侧形成为平滑地改变空气流的方向的倾斜面且在背面侧形成有向上游侧凹陷的截面V字状的凹部72的截面V字状的壁体71构成。另外，该截面V字状的壁体71形成为以纸面的表背方向为长度方向而架设在吸气通道6内。因此，该壁体71成为对空气流的障碍物，在背面侧形成紊流。

由于实施方式1的冷却系统这样构成，因此从吸气口2吸入的设备外空气通过空气过滤器3而被除去比较大的尘埃，并被吸气风扇4输送到吸气通道6内。通过了空气过滤器3的空气含有空气过滤器3的网眼以下的大小的微尘，从直进部61流通到转向前进部62。并且，如图1(b)所示，在转向前进部62中流通的空气流沿着由截面V字状的壁体71构成的紊流形成部7的上游侧表面被弯曲输送。其中，紊流形成部7的背面侧形成负压区域而在背面侧形成紊流，空气流被吸入背面侧的截面V字状的凹部72并紊乱地流动。此时含有微尘的空气流与紊流形成部7的壁面接触并紊乱，由此空气流中含有的微尘附着于紊流形成部7的壁面而被除去。

实施方式1的投射型影像显示装置由于如上那样构成，因此能够起到如下效果。

(1)经由吸气口2的空气过滤器3而取入吸气通道6内的设备外空气被设置在吸气口2的空气过滤器3除去比较大的尘埃。然而，空气过滤器3的网眼以下的微尘包含在空气流中而被在吸气通道内输送。但是，含有微尘的空气流在构成紊流形成部7的障碍物的背面侧紊乱，空气流中含有的微尘附着于紊流形成部7的壁面而被除去。由此，能够减轻附着于光学部件5的微尘，能够实现画质的提高。

(2)另外，由于紊流形成部7形成为前面侧平滑地改变空气流的流动方向，因此与形成双重的空气过滤器的现有例、或与吸气口的空气过滤器对置而配置有成为整流部的壁面的现有例相比，能够减少通风阻力。因此，在微尘到达光学部件5之前能够有效地除去微尘。

(3)另外，这样附着的微尘在投射型影像显示装置的运转中不会再飞散，另外，由于没有大量地附着，因此不需要除去附着于构成紊流形成部7的壁面的灰尘。

(4)另外，由于紊流形成部7形成为在背面侧具有向上游侧凹陷的凹部72，因此在背面侧容易形成紊流(特殊的情况为卡门涡旋)，空气流容易被引入凹部72，从而容易除去空气流中的微尘。

(5)由于紊流形成部7配置在空气流中的中心部，因此与构成紊流形成部7的障碍物的背面侧的壁面接触的空气流变多，空气流中的微尘容易被除去。

(实施方式2)

接下来，基于图2，说明实施方式2的投射型影像显示装置。需要说明的是，在图2中，对于与实施方式1相同的构成要素，标注与实施方式1相同的符号，并省略其说明。

实施方式2的投射型影像显示装置中改变了紊流形成部的结构。如图2(a)所示，实施方式2的紊流形成部8如下所述：形成有从吸气通道6的转向前进部62的通道壁62b向斜上方突出的突出壁81来改变空气流的流动方向，并在该突出部81的背后侧通过突出壁81和通道壁62b形成向上游侧凹陷的凹部82。此外，其它的结构与实施方式1相同。

实施方式2的投射型影像显示装置由于这样构成，因此经由吸气口2的空气过滤器3而取入吸气通道6的设备外空气含有空气过滤器3的网眼以下的大小的微尘而向转向前进部62流通。并且，如图2(b)所示，该空气流通过从通道壁62b向斜上方突出的突出壁81而改变流动方向。其中，紊流形成部8的背面侧形成负压区域而在背面侧形成紊流，空气流被吸入背面侧的截面V字状的凹部82并紊乱地流动。此时的空气流与紊流形成部8的壁面接触并紊乱，由此空气流中含有的微尘附着于紊流形成部8的壁面而被除去。

实施方式2由于以上那样构成，因此能够起到与实施方式1的效果(1)～(4)同样的效果，并且能够起到下面的效果。

(6)本实施方式的紊流形成部8中，作为障碍物，形成有从形成流路的通道壁62b向斜上方突出的突出壁81来改变空气流的流动方向，并在该突出部81的背后部通过突出壁81和通道壁62b形成有向上游侧凹陷的凹部82。由此，能够简化在背面侧具有向上游侧凹陷的凹部82的紊流形成部8的结构。

(实施方式3)

接着，基于图3，说明实施方式3的投射型影像显示装置。需要说明的是，在图3中，对与实施方式1同样的结构要素标注与实施方式1同样的符号，并省略其说明。

实施方式3的投射型影像显示装置中，代替实施方式1中的紊流形成部7，而在直进部61的尽头部形成空气流的聚集部9。

即，在本实施方式中，吸气通道6具有从吸气口2直进的直进部61和从该直进部61沿大致直角方向转换方向的转向前进部62，并且，在直进部61与转向前进部62的角部，直进部61的尽头壁面61a以成为比转向前进部62的通道壁62b前进的位置的方式延伸。由此，直进部61的尽头部形成为空气流的聚集部9。

实施方式3的投射型影像显示装置由于这样构成，因此经由吸气口2的空气过滤器3而取入吸气通道6的设备外空气含有空气过滤器3的网眼以下的大小的微尘而向转向前进部62流通。并且，如图3所示，该空气流被吹入直进部61的空气流的聚集部9，在此含有微尘的空气流与尽头壁面61a碰撞，由此空气流中含有的微尘附着于尽头壁面61a而被除去。

实施方式3由于以上那样构成，因此能够起到与实施方式1的效果(1)～(3)类似的如下效果。

(7)经由吸气口2的空气过滤器3而取入吸气通道6的设备外空气含有空气过滤器3的网眼以下的微尘而被在吸气通道内输送。其中，含有微尘的空气流被吹入直进部61的空气流的聚集部9，并附着于构成聚集部9的尽头壁面61a而被除去。由此，能够减轻附着于光学部件5的微尘，能够实现画质的提高。

(8)另外，该空气流的聚集部9与现有的与空气过滤器对置而配置的壁面的结构相比较时，由于不向吸气通道6的通路突出，因此与现有例相比，能够减少通风阻力。由此，在微尘到达光学部件5之前能够有效地除去微尘。

(9)另外，这样吸附于构成空气流的聚集部9的尽头壁面61a而被除去微尘不会再飞散，另外，由于没有大量地附着，因此不需要除去附着于构成空气流的聚集部9的尽头壁面61a的灰尘。

(变形例)

本发明在上述实施方式中能够如下这样变更。

在上述各实施方式中，可以对附着有微尘的壁面实施容易附着微尘的加工。例如，可以通过实施容易附着的涂装、粘贴带有磁的构件等。若这样构成，则能够提高尘埃除去效率。

另外，在上述实施方式中，可以在附着有微尘的壁面设置微小的凹凸。若这样，空气流中含有的微尘与凸部碰撞而被震掉，从而容易附着于壁面。微小的凹凸既可以形成为细的槽状，也可以为表面粗糙度大的结构，若这样构成，则能够提高尘埃除去效率。

在实施方式1及实施方式2中，可以形成实施方式3的空气流的聚集部9，在紊流形成部7、8和聚集部9这两个部位除去空气流中的微尘。若进行这样的并用，则比较大的微尘在空气流的聚集部9处被除去，在紊流形成部7、8处能够除去比较小的微尘。

在上述各实施方式中，作为吸气风扇4使用轴流扇，但作为该吸气风扇4也可以使用西洛克风扇、涡轮风扇等其它的离心式鼓风机。

在实施方式1及2中，构成紊流形成部7、8的壁体71及突出壁81的前面侧形成为相对于空气流的流动倾斜的横置的倾斜面，但也可以将前面侧形成为曲面。例如，在实施方式1中构成为V字状的壁体71，但也可以形成为半圆形、半椭圆形、半长圆形、抛物线形等。另外，在实施方式2中，也可以将突出壁81形成为同样的曲面形状的部分。

工业实用性

本发明能够适用于各种投射型影像显示装置。例如，在前面的实施方式中示出了三板式液晶投影仪，但本发明也能够适用于具备其它的图像光生成系统的投射型投影仪、DLP(Digital Light Processing的缩写，德州仪器(TI公司)的注册商标)方式的投影仪等。

Claims (8)

1.一种投射型影像显示装置，其具备：

光学系统，其基于影像信号对来自光源灯的照明光进行光调制而生成影像光，并投射生成的影像光；

外装壳体，其收纳构成光学系统的光学部件；

冷却系统，其中，设备外空气取入用的吸气口设置在外装壳体上，通过吸气风扇经由设置在该吸气口的空气过滤器取入设备外空气，通过吸气通道将取入的设备外空气输送到所述光学部件中需要冷却的光学部件，并吹到该光学部件上，所述投射型影像显示装置的特征在于，

所述冷却系统在所述吸气通道中具有紊流形成部，

该紊流形成部为对空气流的障碍部，其以前面侧形成为平滑地改变空气流的方向的倾斜面或曲面且背面侧形成紊流的方式形成。

2.根据权利要求1所述的投射型影像显示装置，其特征在于，

所述紊流形成部形成为在背面侧具有向上游侧凹陷的凹部。

3.根据权利要求2所述的投射型影像显示装置，其特征在于，

所述紊流形成部配置在空气流中的中心部。

4.根据权利要求2所述的投射型影像显示装置，其特征在于，

所述紊流形成部中，形成有从形成流路的通道壁突出的突出壁来改变空气流的流动方向，并在该突出壁的背后侧通过突出壁和通道壁形成有向上游侧凹陷的凹部。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的投射型影像显示装置，其特征在于，

所述紊流形成部中，对构成该紊流形成部的壁面中的至少一部分的壁面实施了容易附着灰尘的加工。

6.一种投射型影像显示装置，其具备：

光学系统，其基于影像信号对来自光源灯的照明光进行光调制而生成影像光，并投射生成的影像光；

外装壳体，其收纳构成光学系统的光学部件；

冷却系统，其中，设备外空气取入用的吸气口设置在外装壳体上，通过吸气风扇经由设置在该吸气口的空气过滤器取入设备外空气，通过吸气通道将取入的设备外空气输送到所述光学部件中需要冷却的光学部件，并吹到该光学部件上，所述投射型影像显示装置的特征在于，

所述冷却系统的吸气通道具有从吸气口直进的直进部和从该直进部沿大致直角方向转换方向的转向前进部，并且在所述直进部与转向前进部的角部，直进部的尽头壁面向比转向前进部的通道壁前进的位置延伸，由此，在直进部的尽头部形成空气流的聚集部。

7.根据权利要求6所述的投射型影像显示装置，其特征在于，

所述聚集部中，对构成该聚集部的壁面中的至少一部分的壁面实施了容易附着灰尘的加工。

8.一种投射型影像显示装置，其具备：

光学系统，其基于影像信号对来自光源灯的照明光进行光调制而生成影像光，并投射生成的影像光；

外装壳体，其收纳构成光学系统的光学部件；

冷却系统，其中，设备外空气取入用的吸气口设置在外装壳体上，通过吸气风扇经由设置在该吸气口的空气过滤器取入设备外空气，通过吸气通道将取入的设备外空气输送到所述光学部件中需要冷却的光学部件，并吹到该光学部件上，所述投射型影像显示装置的特征在于，

所述冷却系统在所述吸气通道具备权利要求1～5中任一项所述的紊流形成部和权利要求6或7所述的空气流的聚集部。

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