CN102147558A - 投射型显示装置 - Google Patents

Abstract

一种具备包括光源灯的光源装置、对来自光源灯的投射光实施空间光调制而形成光学图像的映像显示元件、和将光学图像投射的投射光学系统的投射型显示装置。光源装置具备：反射器，支撑光源灯；冷却风扇，产生冷却风；环形的通道，安装在反射器的周围，用于将由冷却风扇产生的冷却风导引到反射器内；旋转板，以光轴为中心自由旋转地安装在通道内，具有用于将由通道导引的冷却风朝向反射器内的光源灯排出的排出口；和姿态控制单元，以将从排出口排出的冷却风向光源灯的上表面侧导引的方式，控制旋转板的姿态。投射型显示装置被设置为0～360度的任意角度，都能够进行光源灯的适当的冷却，得到光源灯的可靠性和长寿命。

Description

投射型显示装置

技术领域

本发明涉及使用光源灯的投射型显示装置，特别涉及改良了光源灯的冷却构造的投射型显示装置。

背景技术

投射型显示装置是如下装置，即，将来自光源灯的光使用反射器等的反射镜聚光，使用棱镜等的光学元件照射在映像显示元件上，进行光学处理后，用投射透镜将映像放大、投射到屏幕上进行显示的装置。

在作为光源灯通常使用的放电灯的情况下，在灯内封入有水银、稀有气体、金属卤化物等，如果对光源灯的电极施加规定的电压，则产生放电电弧，封入在内部的气体对流。放电电弧在封入气体的对流作用下成为山形的拱状，接近于光源灯的上表面，光源灯上表面的温度上升。如果光源灯的温度过度上升，则发生白化、寿命的下降等。反之在光源灯的温度过低的情况下，成为发生黑化或光源的亮度下降等的原因。因而，光源的温度管理的好坏对投射型显示装置的品质及可靠性带来重要的影响。

以往，作为投射型显示装置的光源灯的冷却构造，例如有在日本特开2006-91132号公报中记载那样的结构。图16是表示记载在日本特开2006-91132号公报中的光源灯的冷却构造的剖视图。光源灯30安装在反射器31的内部，通过配置在反射器31的前表面上的前表面玻璃板32将光放射。在反射器31的前表面周缘部与前表面玻璃板32之间设有通道33并封闭。从冷却风扇送风的冷却风34在通道33中流动，由自由转动的转动导引板35向光源灯30的上表面侧导引。

图17表示在日本特开2006-91132号公报中记载的投射型显示装置的设置角度相对于图16的设置角度反转180度的情况下的上述冷却构造的状态。

通过角度检测机构检测投射型显示装置的姿态、从而检测光源灯的姿态，根据其输出，转动导引板35转动位移。因此，从冷却风扇送风的冷却风34在通道33中流动时，由转动导引板35仍然向光源灯30的上表面侧导引。

近年来，随着投射型显示装置的用途的扩大，设置条件多样化，如图18所示那样以各种角度设置的可能性变高。在图18中，表示了配置在投射型显示装置的壳体1的前部上的投射透镜9、以及设在壳体1的下表面上的脚部26，可知设置角度。例如，在0度的情况下，将壳体1水平地设置以使脚部26在下方为最一般的状态。在90度的情况下，是将投射透镜9朝向上方而设置的状态。

另一方面，光源灯为了保证性能，关于点亮时的温度设有规定的温度范围的标准值。

在光源灯点亮时，光源灯的内部通过空气的对流，与下表面侧(重力方向)相比，上表面侧(与重力相反方向)的温度上升。为了将光源灯的温度控制在规定的标准值的温度范围内，通过冷却风扇将冷却风送风，但此时，主要对上表面侧送风，以使光源灯的下表面侧不会过冷。

但是，在上述以往的结构及日本特开2006-91132号公报中记载的投射型显示装置的光源灯的冷却构造中，不能对于设置角度为30度、45度或60度等、所有的角度对应于光源灯的上表面及下表面的温度分布的变化，冷却效率下降。结果，难以将光源灯的温度维持在适当的范围内，发生白化或黑化、亮度或寿命的下降等的可能性变高。

发明内容

本发明是解决这样的问题的，目的是通过在所有设置角度的投射型显示装置中都能够进行可靠且有效的光源灯的温度管理，抑制白化及黑化、亮度及寿命的下降等，实现高品质且可靠性高的投射型显示装置。

本发明的投射型显示装置具备：光源装置，包括光源灯；映像显示元件，对来自上述光源灯的投射光实施空间光调制而形成光学图像；和投射光学系统，将上述光学图像投射。为了解决上述以往的问题，上述光源装置具备：反射器，支撑上述光源灯；冷却风扇，产生冷却风；环形的通道，安装在上述反射器的周围，用于将由上述冷却风扇产生的上述冷却风导引到上述反射器内；旋转板，以光轴为中心自由旋转地安装在上述通道内，具有用于将由上述通道导引的上述冷却风朝向上述反射器内的上述光源灯排出的排出口；和姿态控制单元，以将从上述排出口排出的上述冷却风向上述光源灯的上表面侧导引的方式，控制上述旋转板的姿态。

根据该结构，对应于投射型显示装置的任意的姿态，由姿态控制单元以光轴为中心自由地控制旋转板的姿态，将从排出口排出的冷却风总是向光源灯的上表面侧导引。因而，对于30度、45度、或60度等投射型显示装置的所有设置角度能够进行适当的冷却。由此，能够对应于光源灯的上表面及下表面的温度分布的变化，进行可靠且有效的光源灯的温度管理，能够抑制白化及黑化、亮度及寿命的下降等，提供高品质且可靠性高的投射型显示装置。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1的投射型显示装置的结构的俯视图。

图2是将该投射型显示装置的光源装置的两个光源灯的合成光学系统的基本结构用截面表示的俯视图。

图3是表示该投射型显示装置的光源装置的光源灯的冷却构造的立体图。

图4是表示该投射型显示装置的光源灯的冷却构造的旋转板部分的立体图。

图5是表示该投射型显示装置的光源灯的冷却构造的侧面剖视图。

图6是将该投射型显示装置的设置角度设为0度的情况下的光源灯的冷却构造的正面剖视图。

图7是将该投射型显示装置的设置角度设为90度的情况下的光源灯的冷却构造的正面剖视图。

图8是将该投射型显示装置的设置角度设为180度的情况下的光源灯的冷却构造的正面剖视图。

图9是将该投射型显示装置的设置角度设为270度的情况下的光源灯的冷却构造的正面剖视图。

图10是表示本发明的实施方式2的投射型显示装置的光源灯的冷却构造的立体图。

图11是表示该投射型显示装置的光源灯的冷却构造的旋转板部分的立体图。

图12是表示将该投射型显示装置的设置角度设为0度的情况下的光源灯的冷却构造的正面剖视图。

图13是表示将该投射型显示装置的设置角度设为90度的情况下的光源灯的冷却构造的正面剖视图。

图14是表示将该投射型显示装置的设置角度设为180度的情况下的光源灯的冷却构造的正面剖视图。

图15是表示将该投射型显示装置的设置角度设为270度的情况下的光源灯的冷却构造的正面剖视图。

图16是表示以往例的投射型显示装置的光源灯的冷却构造的侧面剖视图。

图17是表示将设置角度反转180度的情况下的以往的投射型显示装置的光源灯的冷却构造的侧面剖视图。

图18是表示设置投射型显示装置的各种设置角度的图。

具体实施方式

本发明的投射型显示装置以上述结构为基础，可以采用以下这样的形态。

即，可以构成以使来自上述冷却风扇的冷却风朝向上述通道的环形的直径方向的方式，将上述冷却风扇与上述通道结合的结构。

或者，可以构成以使来自上述冷却风扇的上述冷却风朝向上述通道的环形的切线方向的方式，将上述冷却风扇与上述通道结合，并在上述通道内上述冷却风流动的下游侧邻接于上述排出口地设置遮挡壁，该遮挡壁堵塞上述通道内的流路的结构。

此外，上述姿态控制单元可以由设置在上述旋转板上的配重构成，对应于上述光源装置的姿态，通过上述配重的自重产生的重力作用，使上述旋转板的转动角度变化而控制该旋转板的姿态。

或者，上述姿态控制单元可以具备：角度传感器，生成对应于上述光源装置的姿态的角度信息；和驱动装置，使上述旋转板的转动角度变化。并且，上述姿态控制单元基于来自上述角度传感器的上述角度信息控制上述驱动装置，从而控制上述旋转板的姿态。

此外，可以具备风量输出控制部，该风量输出控制部基于上述投射型显示装置的姿态信息将上述冷却风扇的风量输出调节为适合于各姿态的状态。通过这样的结构，能够进行更可靠且有效的光源灯的温度管理，能够抑制白化及黑化、亮度及寿命的下降等而实现高品质且可靠性高的投射型显示装置。

此外，可以为具备多个上述光源灯，并且具备风量输出控制部的结构，该风量输出控制部对应于多个上述光源灯的点亮信息将上述冷却风扇的风量输出调节为适合于多个上述光源灯的点亮状态的状态。通过这样的结构，即使因对置光源灯的影响而存在光源灯的上表面下表面的温度分布的变化、也能够进行光源灯的温度管理，由此能够抑制白化及黑化、亮度及寿命的下降等而实现高品质且可靠性高的投射型显示装置。

以下，参照附图对用于实施本发明的形态进行说明。

(实施方式1)

图1是表示本发明的实施方式1的投射型显示装置的结构的俯视图。该投射型显示装置的基本结构与以往是相同的，在壳体1的内部配置有两个光源灯2a、2b，受电源部3驱动。包括电源部3的投射型显示装置整体受电路部4控制。

由两个光源灯2a、2b释放的光被反射器5a、5b聚光，并由合成棱镜6合成。合成后的光通过光学块部7，被照射在映像显示元件8上，进行包括空间光调制的光学处理。由映像显示元件8形成的光学图像被投射透镜9放大，投射显示在屏幕上。此外，在电路部4中设有角度传感器10，输出对应于投射型显示装置的设置姿态(角度)的角度检测信号。

图2表示包括两个光源灯2a、2b的光源装置的合成光学系统的基本结构。在光源灯2a、2b中主要使用高压水银灯。来自光源灯2a、2b的输出光11a、11b由椭圆镜的反射器5a、5b分别反射，聚光到合成棱镜6，由合成棱镜6合成到同一光轴上而成为合成光12。另外，来自光源灯2a、2b的输出光的一部分没有聚光到合成棱镜6而成为无用光13a、13b，对其在后面叙述。

在反射器5a、5b的前表面侧周缘部上配置有通道14，在通道14上连接着冷却风扇15，形成光源灯的冷却构造。在图3中表示该冷却构造的立体图。另外，以下的说明对于左右的光源灯2a、2b及反射器5a、5b是共通的，因而，在以下的附图中，将符号标注为光源灯2及反射器5而进行说明。图4是该冷却构造的旋转板部分的立体图，表示从图3除去了通道14及冷却风扇15的状态。图5是该冷却构造的反射器5的部分的侧面剖视图。

该光源灯的冷却构造构成为，通过冷却风扇15将冷却风送入到支撑光源灯2的反射器5的内部。在反射器5的周围，与反射器5的周缘同心圆状地设有环形的通道14。冷却风扇15的送风口以使冷却风朝向通道14的环形的直径方向的方式结合在通道14上。前表面玻璃板16配置在通道14的环形的内侧，使由反射器5反射后的光源灯2的输出光通过。

如图5所示，构成通道14的内侧的一部分而设有内周肋17，形成有以光源灯2的输出光的光轴为中心的环形流路。在通道14的内部，配置有向光源灯2导引冷却风的旋转板18。旋转板18在其一部分上形成有排出口18a，卡合在内周肋17上而被自由旋转地支撑。在旋转板18上，还在相对于其中心轴与排出口18a点对称的位置上设有配重19。

接着，参照图6～图9，对上述结构的冷却构造的作用进行说明。图6是投射型显示装置的设置角度是图18所示的0度的情况下的、上述结构的光源灯的冷却构造的正面剖视图。

在光源灯2点亮时，光源灯2的内部通过空气的对流，与下表面侧(重力方向)相比，上表面侧(与重力相反方向)的温度上升。由于将光源灯2的温度设为规定的标准值的温度范围，所以通过冷却风扇15将冷却风20送风到通道14内。冷却风20在同心圆状的通道14内被分配为冷却风20L及冷却风20R这两路，在旋转板18的排出口18a处再次被合成而排出。

此时，主要对上表面侧送风，以使光源灯2的下表面侧不会过冷。为此，通过配重19控制旋转板18的姿态。旋转板18如上所述，卡合在形成通道14的一部分的内周肋17上，以光源灯2的输出光的光轴为中心自由旋转地安装。进而，由于配重19设在相对于旋转板18的中心轴与排出口18a点对称的位置上，所以排出口18a通过作用在配重19上的重力的作用而总是位于上侧(与重力相反方向)。从排出口18a送风的冷却风20被向光源灯2的上表面侧导引，主要将光源灯2的上表面侧冷却。

这样，配重19作为控制旋转板18的姿态的姿态控制单元发挥功能。如果投射型显示装置的设置角度变化，则包括光源灯2等的光源装置的姿态变化。对应于该变化后的姿态，通过配重19的自重的重力的作用使旋转板18的转动角度变化，如上述那样控制姿态。结果，使从排出口18a排出的冷却风20朝向光源灯2的主要是上表面侧。

图7是将投射型显示装置的设置角度设为270度的情况下的上述结构的光源灯的冷却构造的正面剖视图。与将设置角度设为0度的情况同样，排出口18a通过配重19的重力的作用而总是位于上侧(与重力相反方向)。冷却风20在同心圆状的通道14内被分配为冷却风20L及冷却风20R这两路，在旋转板18的排出口18a处再次被合成而排出。从排出口18a送风的冷却风20被向光源灯2的上表面侧导引，主要将光源灯2的上表面侧冷却。

图8是将投射型显示装置的设置角度设为180度的情况下的上述结构的光源灯的冷却构造的正面剖视图。与将设置角度设为0度的情况同样，排出口18a通过配重19的重力的作用而总是位于上侧(与重力相反方向)。冷却风20在同心圆状的通道14内被分配为冷却风20L及冷却风20R这两路，在旋转板18的排出口18a处再次被合成而排出、或原样直接从排出口18a排出。从排出口18a送风的冷却风20被向光源灯2的上表面侧导引，主要将光源灯2的上表面侧冷却。

图9是将投射型显示装置的设置角度设为90度的情况下的上述结构的光源灯的冷却构造的正面剖视图。与将设置角度设为0度的情况同样，排出口18a通过配重19的重力的作用而总是位于上侧(与重力相反方向)。冷却风20在同心圆状的通道14内被分配为冷却风20L及冷却风20R这两路，在旋转板18的排出口18a处再次被合成而排出。从排出口18a送风的冷却风20被向光源灯2的上表面侧导引，主要将光源灯2的上表面侧冷却。

(实施方式2)

图10是实施方式2的投射型显示装置的光源装置中包含的光源灯的冷却构造的立体图。在本实施方式中，代替图3所示的实施方式1的构造的通道14及冷却风扇15而使用形状稍稍不同的通道21及冷却风扇22。图11是该冷却构造的旋转板部分的立体图，表示从图10除去了通道21及冷却风扇22的状态。

图12是将投射型显示装置的设置角度设为0度的情况下的本实施方式的冷却构造的正面剖视图。该冷却构造的冷却风扇22和通道21的结合形态与实施方式1不同。即，以使来自冷却风扇22的冷却风朝向通道21的环形的切线方向的方式，将冷却风扇22与通道21结合。在实施方式1中，来自冷却风扇15的冷却风20被向旋转板18的中心轴方向排出而被分配为两路，相对于此，在本实施方式中，通过该结合构造，冷却风24以在同心圆状通道21内单向通行的方式，被沿着旋转板23的外周方向送风。

如本实施方式那样冷却风24朝向通道21的切线方向的构造不论投射型显示装置的设置角度如何，都能够适当地控制冷却风。相对于此，如实施方式1那样冷却风朝向通道14的直径方向的构造根据投射型显示装置的设置角度的不同而存在冷却风的控制多少不充分的情况，但是有能够得到较多风量的优点。

旋转板23与实施方式1同样，卡合在形成通道21的一部分的内周肋(未图示)上，以光源灯2的输出光的光轴为中心自由旋转地安装。此外，在旋转板23上形成有排出口23a，设有配重25，但排出口23a与配重25的位置关系如后述那样设定。进而，在邻接于排出口23a的位置上，设有用于将通道21的同心圆状的流路堵塞的遮挡壁23b。遮挡壁23b的功能如下。

如上所述，来自冷却风扇22的冷却风24以在同心圆状通道21内单向通行的方式被沿着旋转板23的外周方向送风。但是，由于在旋转板23上形成有遮挡壁23b，所以在图12的状态下，冷却风24被前方的遮挡壁23b遮挡。因而，不能在通道21内沿圆周方向行进，而被从旋转板23的排出口23a排出到反射器5内。

设在旋转板23上的配重25不是在相对于旋转板23的中心轴与排出口23a点对称的位置，而是在具有向冷却风扇22的送风口一侧稍稍倾斜的角度的位置上配置。这是为了使从排出口23a送风的冷却风24被向光源灯2的上表面侧导引，主要将光源灯2的上表面侧冷却。即，通过配重25的重力的作用进行控制，以将排出口23a总是配置在一定位置。此时，由于进行控制以使排出口23a位于从旋转板23的中心轴的正上方稍稍具有角度的位置，所以使冷却风24朝向光源灯2的上部。

图13是将投射型显示装置的设置角度设为90度的情况下的、本实施方式的光源灯的冷却构造的正面剖视图。与将设置角度设为0度的情况同样，通过配重25的重力的作用，将排出口23a总是配置在一定位置。冷却风24在同心圆状的通道21内被沿圆周方向送风，受前方的旋转板23的遮挡壁23b导引而被从旋转板23的排出口23a排出。从排出口23a送风的冷却风24被向光源灯2的上表面侧导引，主要将光源灯2的上表面侧冷却。

同样，图14是将投射型显示装置的设置角度设为180度的情况下的、本实施方式的光源灯的冷却构造的正面剖视图。图15是将投射型显示装置的设置角度设为270度的情况下的、本实施方式的光源灯的冷却构造的正面剖视图。分别与将设置角度设为0度的情况同样，通过配重25的重力的作用，将排出口23a总是配置在一定位置。冷却风24在同心圆状的通道21内被沿圆周方向送风，通过前方的旋转板23的遮挡壁23b及旋转板23的排出口23a被排出到反射器5内。从排出口23a送风的冷却风24被向光源灯2的上表面侧导引，主要将光源灯2的上表面侧冷却。

通过以上那样的结构，设置角度并不限于0度、90度、180度、270度，在为30度或45度、60度等、从0度到360度的所有角度的情况下，排出口23a都通过配重25的重力的作用而总是位于上侧(与重力相反方向)，能够主要将光源灯2的上表面侧冷却。此外，能够对应于光源灯的上表面下表面的温度分布的变化，进行可靠且有效的光源灯的温度管理。由此，由此，能够抑制白化及黑化、亮度及寿命的下降等，实现高品质且可靠性高的投射型显示装置。

另外，本发明的投射型显示装置作为姿态控制单元也可以代替使用配重的结构而采用通过基于来自角度传感器10的角度检测信号的角度信息进行旋转板23的姿态控制的结构。例如，可以构成为，通过组合了马达和尺轮的动力传递装置能够驱动旋转板23，电路部4基于来自角度传感器10的角度信息控制动力传递装置。由此，进行旋转板23的姿态控制，能够使旋转板18、23的排出口18a、23a总是位于上侧(与重力相反方向)，主要将光源灯2的上表面侧冷却。

此外，本发明的投射型显示装置优选地具备基于投射型显示装置的姿态信息调节冷却风扇的风量输出的风量输出控制部。

例如，根据来自角度传感器10的角度信息、以及在设置投射型显示装置时用户等输入的设置信息来调节冷却风扇的风量输出。风量输出控制部可以由电路部4构成。通过设定适合于各姿态的冷却风扇的风量输出，能够主要将光源灯2的上表面侧冷却。通过这样的结构，能够进行更可靠且有效的光源灯的温度管理，能够抑制白化及黑化、亮度及寿命的下降等而实现高品质且可靠性高的投射型显示装置。

此外，本发明的投射型显示装置在具备多个光源灯的情况下也能够调节冷却风扇的风量输出。

如上所述，来自图2的光源灯2a、2b的输出光的一部分没有聚光到合成棱镜6而成为无用光13a、13b。无用光13a、13b分别被对置光源的椭圆镜的反射器5a、5b反射，聚光到对置光源灯2a、2b上。因而，如果光源灯2a、2b同时点亮，则相互接受输出光的一部分无用光的照射。因此，与仅将一个光源点亮的情况相比，光源的温度上升变大，成为发生光源的白化、寿命的下降等的问题的原因。

因而，在具备多个光源灯的情况下，优选地具备根据该点亮信息调节冷却风扇的风量输出的风量输出控制部。由此，即使因对置光源灯的影响而有光源灯的上表面下表面的温度分布的变化，也能够进行光源灯的温度管理，能够抑制白化及黑化、亮度及寿命的下降等而实现高品质且可靠性高的投射型显示装置。风量输出控制部可以由电路部4构成。

Claims (7)

1.一种投射型显示装置，具备：

光源装置，包括光源灯；

映像显示元件，对来自上述光源灯的投射光实施空间光调制而形成光学图像；和

投射光学系统，将上述光学图像投射，

该投射型显示装置的特征在于，

上述光源装置具备：

反射器，支撑上述光源灯；

冷却风扇，产生冷却风；

环形的通道，安装在上述反射器的周围，用于将由上述冷却风扇产生的上述冷却风导引到上述反射器内；

旋转板，以光轴为中心自由旋转地安装在上述通道内，具有用于将由上述通道导引的上述冷却风朝向上述反射器内的上述光源灯排出的排出口；和

姿态控制单元，以将从上述排出口排出的上述冷却风向上述光源灯的上表面侧导引的方式，控制上述旋转板的姿态。

2.如权利要求1所述的投射型显示装置，其特征在于，以使来自上述冷却风扇的冷却风朝向上述通道的环形的直径方向的方式，将上述冷却风扇与上述通道结合。

3.如权利要求1所述的投射型显示装置，其特征在于，以使来自上述冷却风扇的上述冷却风朝向上述通道的环形的切线方向的方式，将上述冷却风扇与上述通道结合，并在上述通道内上述冷却风流动的下游侧邻接于上述排出口地设置遮挡壁，该遮挡壁堵塞上述通道内的流路。

4.如权利要求1所述的投射型显示装置，其特征在于，上述姿态控制单元由设置在上述旋转板上的配重构成，对应于上述光源装置的姿态，通过上述配重的自重产生的重力作用，使上述旋转板的转动角度变化而控制该旋转板的姿态。

5.如权利要求1所述的投射型显示装置，其特征在于，上述姿态控制单元具备：

角度传感器，生成对应于上述光源装置的姿态的角度信息；和

驱动装置，使上述旋转板的转动角度变化，

上述姿态控制单元基于来自上述角度传感器的上述角度信息控制上述驱动装置，从而控制上述旋转板的姿态。

6.如权利要求1所述的投射型显示装置，其特征在于，具备风量输出控制部，该风量输出控制部基于上述投射型显示装置的姿态信息将上述冷却风扇的风量输出调节为适合于各姿态的状态。

7.如权利要求1所述的投射型显示装置，其特征在于，具备多个上述光源灯，并且具备风量输出控制部，该风量输出控制部对应于多个上述光源灯的点亮信息将上述冷却风扇的风量输出调节为适合于多个上述光源灯的点亮状态的状态。

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