CN102193292A - 光源冷却装置及采用该光源冷却装置的投影装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光源冷却装置及采用该冷却装置的投影装置，该光源包括反光杯以及位于反光杯内的发光管，发光管靠近反光杯尾部的部分具有发光的球形部，反光杯的尾部设有排气口，光源冷却装置包括：位于光源前方的框套，框套上开设有进气口和排气口，进气口位于框套的侧面；包括风扇以及导风通道的冷却部件，导风通道具有第一出风口和第二出风口，第一出风口对着框套的进气口，第一出风口具有使其吹出的气流经反光杯的杯壁转向后吹向发光管的球形部的导风角，第二出风口对着反光杯的尾部。本发明的光源冷却装置中，冷却气流经反光杯的杯壁转向后吹向球形部，有利于保证冷却气流的速度和流量，并且对反光杯的尾部也进行冷却，可有效防止光源的劣化。

Description

光源冷却装置及采用该光源冷却装置的投影装置

技术领域

本发明涉及投影装置，更具体地说，涉及用于投影装置的光源冷却装置及采用该光源冷却装置的投影装置。

背景技术

光源是投影装置的核心部件之一，光源射出的光束经调制形成与图像信息对应的图像光并放大投射于屏幕等投影面上。现有的投影仪大多数都采用高压、或超高压卤素灯、水银灯等放电光源灯，这些光源灯在发光时处于高温状态，如果长时间处于允许的工作温度范围之外，会造成光源灯劣化，降低光源灯的使用寿命，所以在光源灯工作时，必须对光源灯进行冷却。

光源灯一般包括反光杯，以及位于反光杯内的发光灯管，发光管靠近反光杯的尾部的部分具有一个发光的球形部。常规的冷却方法都是采用向反光杯内吹入冷空气器以对发光管以及发光管的球形部进行冷却，为了获得较好的冷却效果，通常对冷空气加以引导，使冷空气直达发光管的球形部，并且在反光杯的尾部设有排气孔，冷空气经由球形部后由反光杯尾部的排气孔排出。由于光源灯需要向前投射光束，所以反光杯的前方不能有遮挡，只能由光源灯的侧向向反光杯内送风，对于那些反光杯较深的光源灯来说，从侧面直接冷却球形部，会造成风量和风速损失较大，而且发光管的热量主要有反光杯的尾部排出，会导致光源灯的尾部热量过于集中，尾部的温度过高，同样影响到光源灯的使用寿命，此外尾部的热量不能及时排走也会导致整机的温度过高，影响整个投影仪的使用寿命。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种能使投影仪的光源获得良好冷却的光源冷却装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种光源冷却装置，所述光源包括反光杯以及位于所述反光杯内的发光管，所述发光管靠近反光杯尾部的部分具有发光的球形部，所述反光杯的尾部设有排气口，

所述光源冷却装置包括：

框套，位于所述光源的前方，所述框套上开设有进气口和排气口，所述进气口位于所述框套的侧面；

冷却部件，包括风扇以及导风通道，所述导风通道具有第一出风口和第二出风口，所述第一出风口对着所述框套的进气口，所述第一出风口具有使其吹出的气流经反光杯的杯壁转向后吹向发光管的球形部的导风角，所述第二出风口对着所述反光杯的尾部。

在本发明所述的光源冷却装置中，所述第二出风口具有使其吹出的气流避开所述发光杯尾部排气口排出气流的导风板。

在本发明所述的光源冷却装置中，所述导风板为设置在第二出风口内的呈V字形筋板，第二出风口的气流经导风板导向后吹向反光杯尾部排气口的上方和下方。

在本发明所述的光源冷却装置中，所述框套的排气口位于所述框套的底侧或上侧。

在本发明所述的光源冷却装置中，所述框套的进气口和排气口相对设置。

在本发明所述的光源冷却装置中，所述框套的进气口和排气口设置有防护网。

在本发明所述的光源冷却装置中，所述反光杯尾部的排气口设置有防护网。

在本发明所述的光源冷却装置中，所述风扇为轴流风扇或离心风扇。

本发明的另一目的是提供一种投影装置，包括光源以及光源冷却装置，

所述光源包括反光杯以及位于所述反光杯内的发光管，所述发光管靠近反光杯尾部的部分具有发光的球形部，所述反光杯的尾部设有排气口，

所述光源冷却装置包括：

框套，位于所述光源的前方，所述框套上开设有进气口和排气口，所述进气口位于所述框套的侧面；

冷却部件，包括风扇以及导风通道，所述导风通道具有第一出风口和第二出风口，所述第一出风口对着所述框套的进气口，所述第一出风口具有使其吹出的气流经反光杯的杯壁转向后吹向发光管的球形部的导风角，所述第二出风口对着所述反光杯的尾部。

在本发明所述的投影仪中，所述第二出风口具有使其吹出的气流避开所述发光杯尾部排气口排出气流的导风板。

实施本发明的光源冷却装置及采用该光源冷却装置的投影仪，具有以下有益效果：在本发明的光源冷却装置中，从光源侧面进入反光杯的气流经直接吹到发光杯的杯壁上，经反光杯的杯壁转向之后吹向发光管的球形部，增大冷却气流与进气口的夹角，保证冷却气流的速度和流量，使光源的球形部能够得到良好的冷却，防止光源劣化；同时导风通道还具有对着反光杯尾部的后出气口，可以对反光杯尾部进行冷却，防止尾部的热量过于集中而导致的光源劣化。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明的投影装置的结构示意图；

图2是本发明的投影装置去掉上机壳后的结构示意图；

图3是本发明的投影装置的光学引擎的构成示意图；

图4是本发明的投影装置的去掉上机壳后的俯视图；

图5是本发明的投影装置的去掉上机壳以及光源部的固定支架后的俯视图；

图6是本发明的投影装置的光源冷却装置的结构示意图；

图7是本发明的投影装置的光源冷却装置的另一角度的结构示意图，示出了底侧的结构；

图8是本发明的投影装置的光源冷却装置中冷却部件的结构示意图；

图9是本发明的投影装置的光源冷却装置的原理示意图；

图10是本发明的投影装置的光源冷却装置中冷却部件第二出风口的结构示意图；

图11是本发明的投影装置的光源的立体结构示意图；

图12是本发明的投影装置的光源的示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的光源冷却装置和投影装置的具体实施方式。

下面以液晶投影装置(投影仪)为例结合附图进行介绍，但这仅是示意性的，本发明并不局限于液晶投影装置，同样适用于其他类型的投影装置。在下面的介绍中，投影装置的影像投射方向设为前方。另外本文中所用的“前面”、“后面”、“左侧”和“右侧”等类术语均是相对的、示例性的。他们可以根据投影装置的不同使用及放置方式而变化。

如图1、图2和图3所示，为本发明的一个实施例的液晶透明装置，包括本体机壳10，机壳10由下机壳11以及从上方套住下机壳11的上机壳12构成。下机壳11为上部开口的浅底箱的形状，下机壳11的前面11F高于左右的侧面11L、11R以及后面，左右两侧面11L、11R靠近前面11F的部分逐渐升高并与前面11F连接。在下机壳11的前面11F形成吸气口111，吸气口111在本体机壳10中位于左右方向投射镜头单元30的投射口的正面、低于投射镜头单元30的位置。下机壳11的前面11F上设有出音口112，出音口112在投射时输出与图像对应的声音。

上机壳12为下部开口的箱形状，上机壳12的前部沿左右全体向上缓缓翘曲，其前面12F稍微对着斜上方。上机壳12的前面12F从横侧看，缓缓弯曲，同时与下机壳11的前面11F相比稍向斜上方突出。上机壳12的前面12F在相对中央向左侧面排偏的位置处形成四角状的投射口121，投射口121里侧形成可收纳投射镜头单元30的前端部分的镜头311的收容部122。

上机壳12的上面12U设有指示部123和操作部124。指示部123配有多个LED。用户可通过各LED的点亮状态判断投影处于运转中还是处于待机状态。并可确认各种出错状态。操作部124配有多个操作按键。

上机壳12的左侧面12L设有AV端子部125，AV端子部125面向外部。通过AV端子部125，可输入/输出AV(Audio Visual)信号到投影装置。

如图1所示，下机壳11内设有光学引擎20、投射镜头单元30、主电源单元40、副电源单元50、冷却单元60、喇叭70及排气风扇单元80等。下机壳11还设有控制单元等其他装置。

光学引擎20包括具有光源23的光源部21和调节光源部21发出的光生成图像光的光学系统22，光学系统22放置位置在下机壳11的中央稍后。投射镜头单元30位于光学引擎20的光学系统22的前方，在下机壳11的中央稍偏左。投射镜头单元30通过镜头固定支架固定于下机壳11上。

参看图3，示出了光学引擎20和投射镜头单元30的构成。光源灯泡201射出的白色光通过聚光透镜202、积分透镜203、偏振光分束器(PBS)204、聚光透镜205等，向分色镜206照射。

积分透镜203使光源23发出的白光照度分布均一化。偏振光分束器(PBS)204具备偏振光分离膜和位相差板(1/2波片)，偏振光分离膜使来自积分透镜203的光中的例如P偏振光透过，而使S偏振光光路稍微变更后出射。透过偏振光分离膜的P偏振光由设置在前侧(光出射侧)的位相差板变成S偏振光后出射，经过偏振光分束器(PBS)204后，几乎所有的光的偏振方向都统一为一个方向。

分光镜206仅对射入的光中的蓝色波长带的光进行反射(以下称为B光)并使绿色波长带的光(以下称为G光)和红色波长带的光(以下称为R光)通过。由分光镜206反射的B光经全反射镜208反射后透过蓝光用的聚光透镜210，经过入射侧偏光板210后照射在蓝光用液晶盘209上。蓝光用液晶盘209根据蓝光用的图像信号驱动，然后根据驱动状态调节B光。在蓝光用液晶盘209的出射侧设有两块出射侧偏光板211，蓝光用液晶盘209射出的B光经出射侧偏光板211后照射到色合成棱镜225上。

透过分光镜206的G光和R光射向分光镜212，分光镜212反射G光透过R光。由分光镜212反射的G光透过绿光用的聚光透镜213，经过入射侧偏光板215后照射在绿光用液晶盘214上。绿光用液晶盘214根据绿光用的图像信号驱动，然后根据驱动状态调节G光。在绿光用液晶盘214的出射侧设有两块出射侧偏光板216，绿光用液晶盘214射出的G光经出射侧偏光板216后照射到色合成棱镜225上。

透过分光镜212的R光通过中继透镜218后射向全反射镜220，经全反射镜220反射后经中继透镜219、全反射镜221、红光用的聚光透镜217以及入射侧偏光板223后照射在红光用液晶盘222上，红光用液晶盘222根据红光用的图像信号驱动，然后根据驱动状态调节R光。在红光用液晶盘222的出射侧设有出射侧偏光板224，红光用液晶盘222射出的R光经出射侧偏光板224后照射到色合成棱镜225上。

分别经过液晶盘209、214、222调节的B光、G光、R光通过出射侧偏光板211、216、224后，射入到色合成棱镜225上。射入到色合成棱镜225上的3色图像由合成棱镜225合成，色合成后的图像光由棱镜225对着投射镜头单元30射出。

投射镜头单元30将射入的图像光扩大后，透射到屏幕上。投射镜头单元30属于短焦点型镜头、前端部备有大透镜311。图像光由大透镜311面向斜上方射出。投射镜头单元30包括大透镜311以及其他多个透镜。这些透镜中包括塑料镜头。并且大透镜311从前方看，有个从下部分切下去的圆弧状。

投射镜头单元30设有聚焦环312。聚焦环312中包括聚焦杆313。操作聚焦杆313后，聚焦环312转动，随之投射镜头单元30内部的聚焦透镜(未示出)移动，可调整投射图像的焦点。

投射镜头单元30设有4个安装部314，安装部314上设有螺丝孔314a，用于固定在镜头固定支架90上。前侧一边的安装部314和与此对角的位置处的后侧的一边的安装部314处形成插入镜头固定支架的定位用的突起的定位孔314b。

参看图1和图2、投射镜头单元30的右方配有主电源单元40、左边配有副电源单元50。主电源单元40在壳体401内部设有电源回路，供电给投影的各电装部品。壳体401在投射镜头单元30侧的侧面形成由多个孔组成的通气口402。并在相反侧的侧面形成通气口，图中未示出。

副电源单元50备有噪声和平滑回路等，滤除输入的商用交流电源的干扰，后，供电给主电源单元40。

光学引擎20的后方配有冷却单元60。冷却单元备有吸气风扇(未示出)。下机壳11的后端部配有冷却单元60的吸气口601。冷却单元60将通过吸气口部601从本体机壳10的后方取入的外气供给液晶盘209，214，222等光学引擎20的主要的发热部品，以冷却这些发热部品。

主电源单元40的前方配有喇叭70。喇叭70输出的声音通过出音口112输出到外部。

位于主电源单元40的右方、下机壳11的右侧端部配有排气风扇单元80。排气风扇单元80由第1排气风扇801和第2排气风扇802和用于将这些排气风扇801，802固定于下机壳11的风扇固定支架803构成。

第1排气风扇801的吸气面从本体机壳10的左側面稍偏向斜后方。第1排气风扇801通过冷却光学引擎20内的发热部品(液晶盘209、214、222和光源灯泡201)将热气排出去，从吸气口111吸入后，冷却投射镜头单元30，然后将热气排出去。

第2排气风扇802的吸气面面向主电源单元40。第2排气风扇802通过冷却主电源单元40，将热气排出去。

相对投影装置而言，光源23属于非常关键的部件。为了防止光源23劣化，其温度需要稳定在允许的范围之内，所以必须有良好的冷却装置，下面将详细介绍光源23的冷却装置。

参看图11和图12，光源23包括反光杯231以及位于反光杯231内的发光管232，发光管232靠近反光杯232尾部的部分具有发光的球形部233，在反光杯231的尾部设有排气口234，用于吹入反光杯231的冷却气流排出。发光管232的球形部233使需要冷却的关键部位，在反光杯231深度较大的情况下，从侧面直接冷却球形部233，会造成风量和风速损失较大。

参看图4至图10，为了冷却光源23，在光源23的侧面设置有用于冷却光源23的冷却部件24。光源23的前方设有框套25，框套25上开有进气口251和排气口252。冷却部件24包括风扇243以及导风通道244，导风通道244具有第一出风口241和第二出风口242，第一出风口241对着框套25上的进气口251，第二出风口242对着反光杯231的尾部。为了减小风量和风速的损失，第一出风口241具有使其吹出的气流经反光杯231的杯壁转向后吹向发光的球形部233的导风角，此处所述的导风角是指经第一出风口241吹出的气流S1与发光管232轴线的夹角，该导风角可有由第一出风口的倾角控制。由于由第一出风口241吹入进气口251的气流并不直接对着发光管232的球形部233，而是经由反光杯231的杯壁导向后吹向球形部233，使得气流S1与进气口251的夹角较大，气流S1在进气口251上的正投影面积较大，避免对风量和风速造成较大损失，以使得球形部233能获得良好的冷却效果。

由第一出风口241吹入反光杯231的气流S1分成两部分S3、S4排出，其中由反光杯231尾部的排气口234排出的部分S3占一大部分，球形部233的热量主要由该部分S3带走，由框套25的排气口252排出的部分S4占一小部分。为了避免反光杯231的尾部过热，第二出风口242吹出的气流S2用于冷却反光杯231的尾部。

在本实施例中，框套25上排气口252位于框套的底侧，排气口252所在平面与进气口251所在平面大体上垂直，相对于进气口和排气口相对设置的情况，这种设置，更有利有球形部233的冷却，避免冷却气流未流经球形部233就排出。这种设置方式只是作为优选，而非限制性。

由于反光杯231的尾部设有排气口234，受到光源23自身的限制，在某些情况下，反光杯231的尾部的排气口234与第二出风口242相对设置，这样会造成冷却气流S2正对排出气流S3，不利于排出气流S3的排出，为了改善这种状况，在第一出风口242增设导风板245，使得由第二出风口242吹出的气流S4避开反光杯231尾部的排气口234排出的气流S3。导风板245为大致呈V形的筋板。经导风板245导向后，由第二出风口242吹出的冷却气流S2吹向反光杯231的尾部的排气口234的上方和下方，避免与排气口234排出气流S3相对，有利于带有排气口234排出的热量，使反光杯231的尾部得到良好的冷却，避免因热量聚集对光源23造成不利的影响。

在本实施例中，导风通道244由塑料件单独成形后组合而成，在实际中，导风通道244也可由塑料整体模制而成。本领域的技术人员很容易地能够根据本发明的描述而设计不同的导风通道而实现本发明的送风目的，这些设计均不脱离本发明的实质。

在本实施例中，风扇243为离心风扇，但本发明并不局限于采用离心风扇，也可以是轴流风扇或其他类型的风扇，风扇的数量也可以根据需要增加。

在本实施例中，为了避免发光管232出现爆裂时危害到其他部件，在框套25的进气口251和排气口252都设置有防护网(未示出)，例如金属网等，起到防护作用。同样在反光杯231的尾部的排气口234也同样设有防护网。

上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种光源冷却装置，所述光源包括反光杯以及位于所述反光杯内的发光管，所述发光管靠近反光杯尾部的部分具有发光的球形部，所述反光杯的尾部设有排气口，

其特征在于，所述光源冷却装置包括：

框套，位于所述光源的前方，所述框套上开设有进气口和排气口，所述进气口位于所述框套的侧面；

冷却部件，包括风扇以及导风通道，所述导风通道具有第一出风口和第二出风口，所述第一出风口对着所述框套的进气口，所述第一出风口具有使其吹出的气流经反光杯的杯壁转向后吹向发光管的球形部的导风角，所述第二出风口对着所述反光杯的尾部。

2.根据权利要求1所述的光源冷却装置，其特征在于，所述第二出风口具有使其吹出的气流避开所述发光杯尾部排气口排出气流的导风板。

3.根据权利要求2所述的光源冷却装置，其特征在于，所述导风板为设置在第二出风口内的呈V字形筋板，第二出风口的气流经导风板导向后吹向反光杯尾部排气口的上方和下方。

4.根据权利要求1所述的光源冷却装置，其特征在于，所述框套的排气口位于所述框套的底侧或上侧。

5.根据权利要求1所述的光源冷却装置，其特征在于，所述框套的进气口和排气口相对设置。

6.根据权利要求1至5任一项所述的光源冷却装置，其特征在于，所述框套的进气口和排气口设置有防护网。

7.根据权利要求1至5任一项所述的光源冷却装置，其特征在于，所述反光杯尾部的排气口设置有防护网。

8.根据权利要求1至5任一项所述的光源冷却装置，其特征在于，所述风扇为轴流风扇或离心风扇。

9.一种投影装置，包括光源以及光源冷却装置，其特征在于，

所述光源包括反光杯以及位于所述反光杯内的发光管，所述发光管靠近反光杯尾部的部分具有发光的球形部，所述反光杯的尾部设有排气口，

所述光源冷却装置包括：

框套，位于所述光源的前方，所述框套上开设有进气口和排气口，所述进气口位于所述框套的侧面；

冷却部件，包括风扇以及导风通道，所述导风通道具有第一出风口和第二出风口，所述第一出风口对着所述框套的进气口，所述第一出风口具有使其吹出的气流经反光杯的杯壁转向后吹向发光管的球形部的导风角，所述第二出风口对着所述反光杯的尾部。

10.根据权利要求9所述的投影装置，其特征在于，所述第二出风口具有使其吹出的气流避开所述发光杯尾部排气口排出气流的导风板。

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