CN103080836B - 投射式图像显示装置 - Google Patents

Abstract

在把从投射镜头（2）射出的图像光用投射镜（3）反射进行投射的投射式图像显示装置中，在投射镜（3）的开闭机构（3a）的位置设置用来吸引外气的吸气口（4d）。通过此吸气口（4d），把从设置在投射镜头（2）的周围的开口部（2a、2b）吹出的空气吸引到框体内。当关闭投射镜（3）进行对框体内的部件进行冷却的冷却动作时，停止从吸气口（4d）的吸引动作。由此防止外气中的粉尘附着在投射镜的反射面上，而不拘于投射式图像显示装置的设置状态。

Description

投射式图像显示装置

技术领域

本发明涉及投射式图像显示装置。

背景技术

在液晶投影器等投射式图像显示装置中、在投射镜头与投射面（屏幕等）之间设置光路反射用的投射镜（反射镜）来缩短与投射面的距离的短投射式显示装置已经被产品化。而且投射式图像显示装置的设置形态，不仅具有在桌子等上进行设置的搁置式设置，而且根据用途可以设置成从天花板进行吊挂的天花板吊挂设置、朝天花板等进行投射的上投射式设置、朝桌子上等进行投射的下投射式设置等，具有多种设置形态。

在这些投射式图像显示装置中，把从水银灯等光源发出的光照射到液晶板等图像显示元件上，把来自显示元件的图像光通过投射镜头朝屏幕进行放大投射。由于水银灯等光源在被密闭的状态下使用因而变成高温，而且显示元件被来自光源的光照射而被加热使温度上升。过度的温度上升会缩短光源的寿命，而且会成为显示元件变形和图像劣化的原因，因此由冷却扇朝光源、显示元件送冷却风来抑制温度上升。在此使用的冷却风，由吸气扇从吸气口导入装置外的外气，吹到光源、显示元件，然后，从排气口朝装置外排出。

为了对光源、显示元件有效进行冷却，冷却风的风速、流路的结构很重要。例如在专利文献1记载的投影器装置中，公开了用来在装置的各种设置状态，即，除了搁置式设置、天花板吊挂设置之外，即便在上投射式设置、下投射式设置的状态下使用，都能把光源灯保持在适当的温度的结构。在该结构中，具备对投影器装置的设置姿态进行检测的姿态传感器，和与姿态传感器检测到的姿态相应地对风扇进行控制的控制部。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009－42444号公报

发明内容

发明要解决的课题

冷却风中包含的尘埃、垃圾、微细的粉尘（以下，称作粉尘等）附着在显示元件上时，透过显示元件的光量减少，会导致投射到屏幕等上的图像的辉度降低或发生辉度不均匀。于是，在从外气取入冷却风的吸气口上安装有用来防止粉尘等进入的防尘过滤器を。而且，为了使粉尘等不从吸气口以外的框体间隙进入，成为使吸气扇取入的空气形成的装置内部的气压高于装置外部的状态（正压状态），使外部的空气不能进入。即，形成使装置内部的空气从框体间隙朝外部吹出的结构。例如，在投射镜头与框体之间存在用来使投射镜头能沿光轴方向移动调整的间隙（开口部），从此开口部把装置内部的空气的一部分朝外部吹出。

本发明的发明人在把带有投射镜的投射式图像显示装置在天花板吊挂设置状态下进行使用时，发现了在投射镜上附着细微的粉尘的现象。其结果，与在显示元件上附着粉尘的情形相同，会导致投射图像的辉度降低、辉度不均匀的发生。另外，当把显示装置在搁置状态下使用时，在投射镜上不会附着粉尘。分析结果推测为，在天花板吊挂状态下从上述的投射镜头周边的开口部吹出的空气与外气混合而滞留在镜头表面，因此在所产生的静电作用下在镜头表面附着了外气中包含的粉尘。在此情况下，为了恢复投射图像的辉度不仅必须进行把附着在镜头表面的粉尘除去的作业，而且在把显示装置在天花板吊挂状态下设置的场合镜头表面的清扫作业困难。

本发明的目的是，不论投射式图像显示装置的设置状态如何，都能防止外气中的粉尘附着在投射镜的反射面上。

用于解决课题的技术手段

本发明的特征为，在具有框体的上面的能开闭的投射镜，从投射镜头射出的图像光被该投射镜反射而放大地透射到投射面上的投射式图像显示装置中，具备为了对收纳在框体内的部件进行冷却而取入外气并进行排气的多个冷却扇，而且，在使投射镜进行开闭动作的开闭机构的位置，设有用来把外气吸引到框体内的吸气口。

而且，为了对投射镜头进行移动调整而在投射镜头的周围设置开口部，设于上述投射镜的吸气口，把从设于投射镜头的开口部吹出的空气吸引到框体内。

而且，当关闭投射镜进行使框体内的部件冷却的冷却动作时，停止或降低由设于上述投射镜的吸气口进行的吸引动作。

发明效果

根据本发明，能够与投射式图像显示装置的设置状态无关地消除附着在投射镜的反射面扇的粉尘造成的投射图像的辉度的劣化，保持稳定的显示性能。

附图说明

图1是表示投射式图像显示装置的一个实施例的外观图。

图2是图1的投射式图像显示装置的投射镜近旁的放大图。

图3是表示图1的投射式图像显示装置的内部结构和冷却风的流动的图。

图4是图1的投射式图像显示装置的光学系统的结构图。

图5是表示2个设置状态中的冷却风的流动的截面图。

图6是以往的投射式图像显示装置的镜近旁的放大图。

图7是表示以往的装置内部的冷却风的流动的图。

图8是表示2个设置状态中的以往的冷却风的流动的截面图。

图9是表示粉尘附着在以往的投射镜的机理的图。

图10是示意地表示因附着粉尘而弄脏投射镜的图。

图11是表示投射式图像显示装置的投射镜的关闭状态的外观图。

图12是表示冷却动作中的投射镜近旁的空气的流动的截面图。

图13是表示装置内的各冷却扇的动作和吸排气量的关系的图。

具体实施方式

以下，用附图对本发明的实施方式进行说明。

（实施例1）

图1是表示投射式图像显示装置的一个实施例的外观图。而且图2是图1的投射式图像显示装置的投射镜近旁的放大图。

投射式图像显示装置的结构为，具有在框体1的上面能进行开闭的投射镜3，从投射镜头2射出的图像光被投射镜3反射而放大地投射到屏幕等投射面上。在框体1内的内部收纳有光源、显示元件（液晶板）等光学部件，而为了对发热部件进行冷却，由冷却扇从吸气口4a～4d取入外气，把冷却后的空气从排气口5排出。吸气口4a、4b设置在框体前面侧，吸气口4c设置在框体背面侧，进而在使投射镜3开闭动作的开闭机构3a的位置新设置了吸气口4d。吸气口4d的形状由影线表示，形成在投射镜3的下端部。排气口5把冷却后的空气从框体的相反侧的侧面朝外部进行排气。在投射镜头2的周围，设有用于能够对投射镜头2进行移动调整的开口部2a、2b。

图3是表示图1的投射式图像显示装置的内部结构和冷却风的流动的图。在装置内部，作为主要部件，收纳了水银灯等光源6、作为图像显示元件的液晶板7（圆圈围住的部分）、投射镜头2、投射镜3，及电源部8。而且，通过冷却用风扇11～15对收纳的各部件输送冷却风。冷却风的主要流路用箭头表示。冷却扇11、12朝液晶板7输送冷却风，冷却扇13、14朝光源6输送冷却风，构成把冷却扇15对电源部8进行冷却后的风朝装置外排气的结构。

冷却风的流路中的空气流101，表示对液晶板7进行冷却后的空气的一部分沿投射镜头2移动并从开口部2a、2b朝装置外吹出。这是由于，通过来自冷却扇11、12的送风作用，使投射镜头2近旁的装置内变成了正压状态（气压比外气高的状态）。而且空气流102，表示从设置在投射镜3的周围的吸气口4d对外气进行吸引。这是由于，通过冷却扇15的排气作用使投射镜3近旁的装置内变成了负压状态（气压比外气低的状态）。空气流103，表示从吸气口4d吸引的空气对电源部8进行冷却，此后，通过冷却扇15从排气口5朝装置外排气。在此，开口部2a、2b与吸气口4d接近地配置，因此，从开口部2a、2b朝装置外吹出的空气流101，从吸气口4d作为空气流102被吸引。因此，空气流101不会滞留在投射镜3的前面。

图4是图1的投射式图像显示装置的光学系统的结构图。光源21（6）由水银灯和反射板构成。从光源21射出的光，经由联合组件22、偏光变换元件23、反射镜24通过分色镜25分离成R、G、B光对液晶板26a、26b、26c（7）进行照射。在液晶板26a、26b、26c上形成R、G、B图像信号的光学像，从其透过的各图像光被光合成棱镜27合成。合成光被投射镜头28（2）放大而射出，由投射镜29（3）反射并投射到屏幕等上。

图5是表示2个设置状态下的冷却风的流动的截面图，（a）为搁置式设置的场合、（b）为天花板吊挂设置的场合。对液晶板7进行冷却后的空气流的一部分101a、101b从投射镜头2的周围的开口部2a、2b一度吹出到装置外部。这是由于，投射镜头2近旁的装置内变成了正压。吹出的空气流101a、101b因通过液晶板7所以为高温，在以往结构中会变成上升气流。

对此，在本实施例中，不论是图5（a）的搁置式设置还是图5（b）的天花板吊挂式设置，都在投射镜3的开闭机构3a上设有吸气口4d，因此，从开口部2a、2b吹出的空气流101a、101b会从吸气口4d吸引到装置内部形成空气流102a、102b。这是由于，装置内的排气用风扇15使投射镜3近旁的吸气口4d变成了负压。此后，空气流102a、102b对装置内的电源部8进行冷却并从排气口5朝外部排气。

为此，从开口部2a、2b一度出处到外部的空气流101a、101b不会在投射镜3的前面滞留，而是朝装置内被吸引。由此，可以防止投射镜3的反射面被粉尘弄脏。

在此，作为设置形态表示了搁置式设置和天花板吊挂设置的场合，但是在朝天花板等进行投射的上投射式设置，和朝桌子上等进行投射的下投射式设置等场合也同样。

以下，对以往的投射式图像显示装置的结构和冷却风的流动进行表示，与本实施例进行比较说明。

图6是以往的投射式图像显示装置的镜近旁的放大图。在投射镜头2的周围设有开口部2a、2b，但是在投射镜3的开闭机构3a上没有吸气口，形成了外气无法进入装置内部的结构。

图7是表示以往的装置内部的冷却风的流动的图。通过液晶板7的冷却风的一部分101从投射镜头2的开口部2a、2b朝装置外吹出。这是由于，投射镜头2近旁的装置内变成了正压。一度吹出的空气流101不会回到装置内。

图8是表示2个设置状态下的以往的冷却风的流动的截面图，（a）为搁置式设置的场合，（b）为天花板吊挂设置的场合。对液晶板7进行冷却后的空气流的一部分101a、101b从投射镜头2的周围的开口部2a、2b一度吹出到装置外部。这是由于投射镜头2近旁的装置内变成了正压。

图8（a）的搁置式设置的场合，从开口部2a、2b吹出的空气流101a、101b的温度变得比周围高，因此，沿投射镜3的反射面变成上升气流104a、104b进行发散。在此情况下，上升气流104a、104b不会在投射镜3的前面滞留，不会在反射面上附着粉尘。

另一方面，在图8（b）的天花板吊挂设置的场合，从开口部2a、2b吹出的空气流101a、101b上方被框体1及投射镜3遮着而不能上升，变成涡流105a、105b滞留在投射镜3的前面。在这样的场合，会在投射镜3的反射面上附着粉尘将其弄脏。

作为此外的设置形态，存在朝着天花板等进行投射的上投射式设置、朝着桌子上等进行投射的下投射式设置等场合。从开口部吹出的空气流在上投射式设置的场合变成上升气流而发散，在下投射式设置的场合会被投射镜从上方遮住而滞留，所以会在反射面上附着粉尘。

图9是表示粉尘朝以往技术中的投射镜附着的机理图。图9（a）是上述图8（b）（天花板吊挂设置）中的投射镜近旁的冷却风的放大图。空气流101a、101b从开口部2a、2b吹出之后，沿投射镜3的反射面3b一度下降，由于温度比周围高因而上升，变成涡流105a、105b在投射镜3的前面滞留。

图9（b）是用来说明粉尘附着的机理的图。滞留在投射镜3的前面的涡流105a、105b，一边与存在于投射镜3的前面空间的外气混合而卷入包含在外气中的粉尘202，一边变成与反射面3b接触的摩擦流105c。其结果，会在反射面3b上产生静电201，被卷入涡流的粉尘202被吸引而附着在反射面3b上。粉尘的附着量依存于摩擦流105c的流速。另外，在图8（a）那样的搁置式设置的场合，吹出空气流104a、104b不是涡流而是流速比较快的层流，因此，包含在外气中的粉尘202被卷入的少，朝反射面3b的附着量少。

图10是示意地表示因粉尘附着而弄脏投射镜的图。图10（a）为正常的场合，表示在投射镜3的反射面3b未附着粉尘的状态。图10（b）、（c）表示在投射镜3的反射面3b上附着了粉尘202的状态，表示把以往的投射式图像显示装置在天花板吊挂状态（图8（b））下进行使用的情形。

图10（b）表示在投射镜3的反射面3b的整个面上附着了粉尘202的场合。当在反射面3b上附着粉尘时反射率降低，朝屏幕投射的图像的辉度变暗。而且图10（c）表示在投射镜3的反射面3b上不均匀地附着了粉尘202的场合。在此情况下，粉尘202的附着斑点203导致反射率的不均匀，使映出的投射图像的辉度不均匀。粉尘202如此地附着在反射面3b上，会损害投射图像的品质。

按照实施例1的投射式图像显示装置，在包含天花板吊挂状态的任一设置状态中都可以防止粉尘朝投射镜的反射面的附着，可以如图10（a）那样维持漂亮的反射面，稳定地显示高品质的投射图像。

（实施例2）

在实施例1中，描述了在投射镜开启的状态下使用投射式图像显示装置的过程中，防止粉尘等朝投射镜附着的结构。对此，在实施例2中，描述在投射镜关闭的状态下使用投射式图像显示装置的过程中，大幅降低粉尘等朝投射镜的附着的结构。

图11是表示在实施例1中使用的投射式图像显示装置的投射镜关闭了的状态的外观图。在镜开闭样式的投射式图像显示装置中，当关掉电源时光源的点亮被关闭，进行关闭投射镜3的动作。但是，为了对装置内部的发热了的部件进行冷却而进行规定时间的冷却动作。在此冷却动作中，使冷却用的风扇继续动作，从各吸气口4a～4d取入外气，从排气口5排气。此时，设置在投射镜近旁的吸气口4d也同样地进行吸气动作时，会从关闭了的投射镜3与框体1的间隙1a吸引外气106。由于在被吸引的外气106中包含粉尘等，因此，粉尘会附着在投射镜3的反射面上而将其弄脏。

图12是表示冷却动作中的投射镜近旁的空气的流动的截面图。当进行冷却过程中使各冷却扇动作时，吸气口4d变成负压状态，因此，被吸引的外气106通过投射镜头2与投射镜3的间隙被取入装置内。由于此间隙宽度狭窄，所以包含在外气106中的粉尘等（垃圾）容易附着在投射镜3的反射面上。其结果，当再次打开投射镜3显示图像时会使图像品质劣化。此现象的发生与显示装置的设置状态无关，例如在搁置式设置状态下也会造成麻烦。

于是，本实施例，为了防止在冷却动作中粉尘等附着在投射镜的反射面上，对冷却扇的动作进行控制，从而停止或大幅度降低从吸气口4d吸气的动作。

图13是表示装置内的各冷却扇的动作与吸排气量的关系的图。图13（a）相当于打开投射镜进行使用的场合（实施例1），对装置内的全部冷却扇进行驱动。图13（b）相当于关闭投射镜进行使用的场合（实施例2的冷却动作），对冷却扇选择性驱动。对于各个场合，记载了各风扇11～15的驱动电压V和各吸排气口4a～4d、5处的风量Q的测定值（都是相对值）的一例。

在图13（a）中，全部的风扇11～15都以驱动电压V1～V5进行驱动。此时从各吸气口4a、4b、4c的吸气量，分别为Q1＝100、Q2＝49、Q3＝11，从吸气口4d也存在Q4＝12的吸气量。这是由于，相对于从排气口5的排气量Q5＝172，从吸气口4a～4c的吸气量之和Q1＋Q2＋Q3＝160是不足的，因此，从吸气口4d供给不足的量Q4＝12。即，通过把从排气口5的排气量Q5过剩地设定，从而，使吸气口4d成为与吸气量Q4的量相当的负压状态。

对此，在图13（b）中，停止对电源部8近处的风扇15的驱动（V5＝0），并降低其它风扇11～14的电压V1～V4。此时从各吸气口4a、4b、4c的吸气量，分别为Q1＝70、Q2＝20、Q3＝0，从吸气口4d的吸气量Q4＝0～3左右。这是由于，从吸气口4a～4b的吸气量之和Q1＋Q2＋Q3＝90，超过了从排气口5的排气量Q5＝60～63，因此，不需要从吸气口4d吸取不足的量。即，通过停止风扇15减少从排气口5的排气量Q5，从而，把吸气口4d从负压状态切换成与外气压接近的状态。在此情况下，尽管通过停止风扇15而减弱对电源部8的冷却，但是在冷却动作中对光源6的冷却为主要目的，因此，不会损害冷却功能。由此，可以防止或大幅降低外气从吸气口4d的进入。在此表示的风扇的驱动电压和风量分布为一例，只要与装置内的部件配置相应地适当设定即可。

这样，在实施例2中，通过控制冷却动作时的冷却扇的风量来消除外气从关闭了的投射镜周边的进入，可以大幅降低粉尘等附着在投射镜的反射面上将其弄脏的情形。

附图标记说明

1…框体，

2…投射镜头，

2a、2b…开口部，

3…投射镜，

3a…开闭机构，

3b…反射面，

4a～4d…吸气口，

5…排气口，

6…光源，

7…液晶板，

8…电源部，

9…板驱动回路，

10…CPU（控制部），

11～15…冷却用风扇，

101～106…空气流，

201…静电，

202…粉尘。

Claims (5)

1.一种投射式图像显示装置，具有在框体的上面能开闭的投射镜，从投射镜头射出的图像光被该投射镜反射而放大地投射到投射面上，该投射式图像显示装置具备为了对收纳在框体内的部件进行冷却而取入外气并进行排气的多个冷却扇，其特征在于：

在使上述投射镜进行开闭动作的开闭机构的位置，设有用来把外气吸引到框体内的吸气口。

2.如权利要求1所述的投射式图像显示装置，其特征在于，

为了对上述投射镜头进行移动调整而在该投射镜头的周围设有开口部，

上述吸气口，把从上述开口部吹出的空气吸引到框体内。

3.如权利要求2所述的投射式图像显示装置，其特征在于，

通过上述冷却扇的送风作用，使上述开口部成为气压比外气高的正压状态，

通过上述冷却扇的排气作用，使上述吸气口成为气压比外气低的负压状态。

4.如权利要求1所述的投射式图像显示装置，其特征在于，

当关闭上述投射镜进行使框体内的部件冷却的冷却动作时，停止或降低由上述吸气口进行的吸引动作。

5.如权利要求4所述的投射式图像显示装置，其特征在于，

通过在上述冷却动作中使一部分的上述冷却扇的排气动作停止，从而把上述吸气口从负压状态切换到与外气压接近的状态。