CN109923474B - 图像投影单元和过滤箱 - Google Patents

Abstract

提供一种图像投影单元，其能够降低过滤器的更换频率并延长图像投影装置主体的寿命。提供一种图像投影单元，包括图像投影装置主体(10)，以及能够相对于主体(10)附接/分离并且至少覆盖主体的吸气口的过滤箱(100A)，其中设置到过滤箱(100A)的箱侧过滤器具有比设置到主体(10)的吸气口的主体过滤器的面积更宽的总面积。

Description

图像投影单元和过滤箱

技术领域

本公开涉及图像投影单元和过滤箱。

背景技术

在作为在屏幕等上投影和显示图像的图像投影装置的投影仪中，根据使用时间和使用环境更可能发生装备故障和光学组件劣化。例如，为了防止灰尘侵入投影仪，投影仪在吸气口处设置有过滤器。然而，随着投影仪的使用时间增加，附着在过滤器上的灰尘增加。因此，压力损失增加，并且抑制了冷却空气吸入投影仪。在这种状态进一步发展的情况下，投影仪的内部不再能够被充分冷却，并且可能发生对布置在投影仪内的各种装置的损坏，特别是光学装置的损坏，从而缩短寿命。过滤器寿命通常短于投影仪主体的寿命，并且需要定期的过滤器更换。

对于这种情况，例如，已经提出了覆盖投影仪主体的外部过滤器(例如，专利文献1和专利文献2)。另外，为了不降低投影仪的冷却性能，已经提出了一种用于在投影仪内设置具有冷却风扇和珀耳帖(Peltier)元件的冷却装置，并实现降噪和有效冷却的技术(例如，专利文献3)。

引用列表

专利文献

专利文献1：JP2003-162005A

专利文献2：JP 2015-36789A

专利文献3：JP H8-194201A

发明内容

技术问题

然而，即使如上述专利文献1和专利文献2中所述在外部设置过滤器，也不能延长过滤器寿命，并且即使不需要更换主体过滤器也需要更换外部过滤器。另外，当如上述专利文献3中所述将冷却装置结合到投影仪中时，投影仪主体的尺寸增大。此外，利用上述专利文献3中的技术，在投影仪主体中内置了不重视降噪的用户所不需要的结构，因此不仅投影仪主体的尺寸增大，而且还因不必要的功能而招致成本增加。

因此，本公开提出一种新颖且改进的图像投影单元和过滤箱，并且可以降低过滤器更换的频率并延长图像投影装置主体的寿命。

问题的解决方案

根据本公开，提供了一种图像投影单元，包括：图像投影装置的主体；以及能够与主体附接/分离，并且至少覆盖主体的吸气口的过滤箱。对过滤箱设置的箱侧过滤器的总面积大于设置在主体的吸气口处的主体过滤器的面积。

此外，根据本公开，提供了一种可以与图像投影装置的主体附接/分离的过滤箱，包括：至少覆盖主体的吸气口，并且总面积大于设置在主体的吸气口处的主体过滤器的面积的过滤器。

发明的有益效果

根据如上所述的本公开，能够降低过滤器更换的频率并延长图像投影装置主体的寿命。注意，上述效果不一定是限制性的。具有或代替上述效果，可以实现本说明书中描述的任何一种效果或可以从本说明书中掌握的其他效果。

附图说明

图1是示出根据本公开的实施例的示意性配置的示意图。

图2是示出根据本公开的第一实施例的图像投影单元的外观的透视图。

图3是示出沿图2中的切割线A-A截取的横截面的示意图。

图4是示出根据本公开的第二实施例的图像投影单元的外观的透视图。

图5是示出沿图4中的切割线B-B截取的横截面的示意图。

图6是示出根据本公开的第三实施例的图像投影单元的外观的透视图。

图7是示出沿图6中的切割线C-C截取的横截面的示意图。

图8是用于描述箱侧过滤器和主体过滤器之间的过滤器密度关系以及取决于过滤箱的存在/不存在的过滤器寿命的说明图。

图9是示出过滤箱设置有风扇的示例性配置的说明图。

图10是示出过滤箱设置有冷却机构的示例性配置的说明图。

图11是示出在通过褶式过滤器实现箱侧过滤器和主体过滤器的情况下的示例性配置的说明图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本发明的优选实施例(一个或多个)。注意，在本说明书和附图中，用相同的附图标记表示具有基本相同的功能和结构的结构元件，并且省略对这些结构元件的重复说明。

注意，将按以下顺序提供描述。

1.概述

2.第一实施例(过滤箱：沿一个方向突出，长方体)

3.第二实施例(过滤箱：沿一个方向突出，形成吸气口的表面面积增加)

4.第三实施例(过滤箱：沿两个方向突出)

5.变体

5.1.过滤器密度的调整

5.2.风扇的安装

5.3.冷却机构的安装

6.结论

<1.概述>

首先，将参考图1描述根据本公开的实施例的图像投影单元1的示意性配置。图1是示出根据本实施例的图像投影单元1的示意性配置的示意图。根据本实施例的图像投影单元1包括作为图像投影装置的投影仪10和能够与投影仪10附接/分离的过滤箱100，如图1所示。

例如，投影仪10是在屏幕等上投影和显示图像的图像投影装置的示例。根据本实施例的投影仪10的显示系统不受特别限制，而是例如假设各种系统(诸如3液晶显示(LCD)系统、DLP系统和硅上液晶(LCOS)系统)的投影仪。例如，在3LCD系统的投影仪中，通过将从作为光源部的光源装置输出的白光分离成红、绿和蓝三原色，以分别透过三个LCD来生成要投影在屏幕等的显示表面上的图像。例如，3LCD系统的投影仪包括调制和合成入射光的光调制合成系统组件(诸如液晶面板或分色棱镜)、将光从光源装置引导到液晶面板的照明光学系统组件(诸如反射分色镜或反射镜)、投射从分色棱镜输出的图像的投影光学系统组件等。在图1中，包括电力供应基板、信号处理基板、光源、光学会聚系统等的构成投影仪10的各种装置被示出为组件20。

如图1所示，投影仪10将组件20布置在外壳11内。由组件20生成的图像通过镜头从外壳11输出到投影平面。投影仪10设置有冷却风扇30，该冷却风扇30经由排气口14排出外壳11内的空气，以便抑制由于光源、电源等的发热而导致的外壳11内的温度升高，并防止装备故障和光学组件劣化。当冷却风扇30运行时，外部空气经由吸气口12被吸入外壳11。在这种情况下，为了防止灰尘侵入外壳11，在外壳的吸气口12处设置过滤器40。注意，图1是示意图，并且除了图1所示的过滤器40之外，风扇可以安装在外壳11的另一个开口(未示出)处，以便协助排出外壳11内的空气。此外，在下文中，对投影仪10设置的过滤器40也将被称为“主体过滤器”。

过滤箱100是在箱外壳101中形成的箱式吸气口102处包括过滤器110的过滤器机构，并且至少以覆盖投影仪10的主体的吸气口12的方式设置。在下文中，对过滤箱100设置的过滤器110也将被称为“箱侧过滤器”。

箱侧过滤器110被设计成总面积大于投影仪10的主体过滤器40的面积。因此，在过滤箱100中，由于吸入投影仪10的冷却空气经过的面积比在投影仪10侧大，因此箱侧过滤器110不太可能堵塞，并且可以具有更长的寿命。结果，可以减少箱侧过滤器110的更换频率。

另外，通过设置过滤箱100，在经由投影仪10的吸气口12吸入冷却空气之前，可以在箱侧过滤器110处除去部分灰尘。因此，可以进一步减少灰尘等侵入投影仪10中，并且还可以延长投影仪10的寿命。

过滤箱100能够与主体附接/分离，并且可以根据用户的选择安装在投影仪10中。因此，用户还可以根据投影仪10的安装位置、安装环境等适当地选择过滤箱100的形状和功能。在下文中，将描述过滤箱100的每种形式。

<2.第一实施例>

首先，基于图2和图3，将描述根据本公开的第一实施例的图像投影单元1的配置。图2是示出根据本实施例的图像投影单元1的外观的透视图。图3是示出沿图2中的切割线A-A截取的横截面的示意图。

如图2所示，根据本实施例的图像投影单元1包括投影仪10和过滤箱100A。图2中所示的投影仪10示出了在以安装在桌子上的方式使用的情况下的配置，而投影仪10的安装位置不限于这样的示例。例如，同样在以悬挂在天花板上或存放在架子等中的方式使用的情况下，如果适合于每个安装位置的过滤箱被附接到投影仪就足够了。图2所示的投影仪10将部件20容纳在上表面和底表面具有大面积的大致长方体形状的外壳11中并且通过突出部50在投影平面上投影图像。设置突出部50侧的表面假设是前表面。另外，在投影仪10的外壳11的侧表面(图2中的Y轴正方向侧的表面)上设置吸入外部空气的吸气口。过滤箱100A以覆盖该吸气口的方式附接到投影仪10。

根据本实施例的过滤箱100A具有大致立方体形状，并且附接成从投影仪10的外壳11的侧表面突出。过滤箱100A设置成使得纵向(X方向)沿着投影仪10的外壳11的侧表面延伸，并且基本上覆盖侧表面。过滤箱100A的高度(Z方向上的长度)可以被适当地设置，同时通过使过滤箱100A的高度对应于投影仪10的外壳11的高度，吸气口12可以被可靠地覆盖，并且外观也得到改善。过滤箱100A的突出长度(Y方向上的长度)也可以被适当地设置，但是例如可以考虑当附接到投影仪10时箱式吸气口102的必要面积或图像投影单元1的容许尺寸等来设置。

在过滤箱100A中，具有大致长方体形状的箱外壳101的表面是敞开的，以成为覆盖投影仪10的吸气口12的开口105，如图3所示。开口105的开口面积优选地大于或等于投影仪10的吸气口12的开口面积。在除了设置开口105的表面(整个表面在如图3所示的过滤箱100A中是敞开的，以成为开口105)之外的至少部分表面中，设置将外部空气送入过滤箱100A的箱式吸气口102和与箱式吸气口102对应设置的箱侧过滤器110。

例如，箱式吸气口102可以包括多个孔102h，如图2所示。在本实施例中，多个孔102h设置在与开口105相对的表面101a、上表面101b和底表面101c中。也就是说，箱式吸气口102设置在箱外壳101的三个表面101a、101b和101c中。在本实施例中，箱侧过滤器110与和开口105相对的表面101a、上表面101b和底表面101c中的箱式吸气口102相对应地设置，并且包括过滤器110a、110b和110c。

通过如在根据本实施例的图像投影单元1中那样将过滤箱100A设置成从投影仪10的侧表面突出，在过滤箱100A中可以确保比投影仪10的吸气口12的开口面积大的表面面积。结果，可以使过滤箱100A的箱式吸气口102的开口面积大于投影仪10的吸气口12的开口面积。这里，箱式吸气口102的开口面积被假设为形成在过滤箱100A中的孔102h的开口面积之和。在本实施例中，箱式吸气口102不仅与投影仪10的吸气口12相对应地设置在与开口105相对的表面101a中，而且还设置在上表面101b和底表面101c中，从而确保了大于投影仪10的吸气口12的开口面积的开口面积。因此，由于吸入投影仪10的冷却空气经过的面积增大，因此箱侧过滤器110不太可能堵塞，从而可以延长箱侧过滤器110的寿命，并且也可以降低过滤器110的更换频率。

然后，还能够将箱侧过滤器110的总面积(即，各个过滤器110a、110b和110c的面积之和)设置为大于为投影仪10设置的主体过滤器40的面积。因此，由于灰尘不太可能附着到箱侧过滤器110，并且也可以减小压力损失，因此不再抑制要被吸入投影仪10的冷却空气的通过。

经由箱式吸气口102通过箱侧过滤器110并被吸入箱中的冷却空气流到投影仪10的与过滤箱100A的开口105连通的吸气口12。在这种情况下，由于通过过滤箱100A的冷却空气被吸入投影仪10，因此冷却空气中包含的灰尘比直接吸入外部空气的情况少。因此，还可以抑制投影仪10的主体过滤器40的堵塞以延长寿命，并且还可以减少主体过滤器40的更换频率。

上面已经描述了根据第一实施例的图像投影单元1。根据本实施例，过滤箱100A设置成从形成有吸气口12的表面突出，以便覆盖投影仪10的主体的吸气口12。因此，利用过滤箱100A的箱式吸气口102能够确保大于投影仪10的吸气口12的开口面积的开口面积，并且可以使箱侧过滤器110的总面积大于投影仪10的主体过滤器40的面积。因此，由于灰尘不太可能附着到箱侧过滤器110，并且也可以减少压力损失，因此不再抑制要被吸入投影仪10的冷却空气的通过。另外，可以防止灰尘等侵入投影仪10本身，从而也可以延长投影仪10的寿命。

此外，通过使过滤箱100A可以与投影仪10附接/分离，用户可以选择过滤箱100A的安装。结果，不需要为投影仪10设置不必要的功能，并且还可以避免由设置功能引起的成本增加。

注意，图2和3中所示的过滤箱100A在与箱外壳101的开口105相对的表面101a、上表面101b和底表面101c的三个表面中设置有箱式吸气口102，而本公开不限于这样的示例。如果箱式吸气口102的开口面积大于投影仪10的吸气口12的开口面积就足够了，并且形成箱式吸气口102的表面的位置和数量不受特别限制。另外，箱式吸气口102的开口由多个孔102h形成，而开口形状和开口面积不受特别限制。

例如，可以在投影仪10的高度方向上的空间受限的情况下等利用根据第一实施例的过滤箱100A的形状。

<3.第二实施例>

接下来，将基于图4和图5描述根据本公开的第二实施例的图像投影单元1的配置。图4是示出根据本实施例的图像投影单元1的外观的透视图。图5是示出沿图4中的切割线B-B截取的横截面的示意图。

如图4所示，根据本实施例的图像投影单元1包括投影仪10和过滤箱100B。图4中所示的投影仪10还示出了与第一实施例类似的以安装在桌子上的方式使用的情况下的配置，而投影仪10的安装位置不限于这样的示例。吸入外部空气的吸气口设置在投影仪10的外壳11的侧表面(图4中的Y轴正方向侧的表面)上。过滤箱100B以覆盖该吸气口的方式附接在投影仪10上。

类似于第一实施例的过滤箱100A，如图5所示，根据本实施例的过滤箱100B具有覆盖投影仪10的吸气口12的开口105、箱式吸气口102和箱侧过滤器110。然而，根据本实施例的过滤箱100B与第一实施例的过滤箱100A的不同之处在于，与开口105相对的表面101a的面积大于开口105的开口面积。即，过滤箱100B具有横截面从投影仪10侧的开口105朝向箱式吸气口102侧扩大的形状，如图4和图5中所示。

例如，箱外壳101的上表面101b可以以与开口105侧一定距离向上侧(Z轴正方向侧)倾斜，以扩大与开口105相对的表面101a的面积。具体地，上表面101b包括与投影仪10的上表面11b齐平的第一平坦部101b1和以与第一平坦部101b1一定距离向上侧倾斜的倾斜部101b2。另外，为了便于安装箱侧过滤器110，可以设置从倾斜部101b2的在第一平坦部101b1的相对侧的一侧大致平行于底表面101c延伸的第二平坦部101b3。

以这种方式，通过使过滤箱100B从投影仪10的侧表面突出以扩大与开口105相对的表面101a的区域，可以在表面101a中形成开口面积大于投影仪10的吸气口12的箱式吸气口102。因此，由于要吸入投影仪10的冷却空气通过的区域增加，因此箱侧过滤器110不太可能堵塞，从而可以延长箱侧过滤器110的寿命，并且也可以减少过滤器110的更换频率。当然，与第一实施例中一样，箱式吸气口102可以设置在除了与开口105相对的表面101a之外的表面中。另外，如果箱式吸气口102的开口面积大于投影仪10的吸气口12的开口面积就足够了，并且形成箱式吸气口102的表面的位置和数量不受特别限制。箱式吸气口102的开口也由多个孔102h形成，而开口形状和开口面积不受特别限制。

然后，还能够将箱侧过滤器110的总面积设置为大于为投影仪10设置的主体过滤器40的面积。因此，由于灰尘不太可能附着到箱侧过滤器110上，并且还可以减小压力损失，因此不再抑制吸入投影仪10的冷却空气的通过。

经由箱式吸气口102通过箱侧过滤器110并被吸入箱中的冷却空气流动到投影仪10的与过滤箱100B的开口105连通的吸气口12。在这种情况下，由于穿过过滤箱100B的冷却空气被吸入投影仪10，因此冷却空气中所含的灰尘比直接吸入外部空气的情况少。因此，还可以抑制投影仪10的主体过滤器40的堵塞以延长寿命，并且还可以减少主体过滤器40的更换频率。

此外，通过使过滤箱100B能够与投影仪10附接/分离，用户可以选择过滤箱100B的安装。结果，不需要为投影仪10设置不必要的功能，并且还可以避免由设置功能引起的成本增加。

注意，过滤箱100B被设置成使得纵向(X方向)沿着投影仪10的外壳11的侧表面延伸，并且基本上覆盖侧表面。也可以适当地设置过滤箱100B的突出长度(Y方向上的长度)，并且例如可以考虑当附接到投影仪10等时、箱式吸气口102的必要面积或图像投影单元1的可允许尺寸来设置。可以适当地设置过滤箱100B的高度(Z方向上的长度)，并且可以使开口105侧对应于投影仪10的外壳11的高度，以及可以考虑图像投影单元1的可允许尺寸等来设置与开口105相对的一侧。

<4.第三实施例>

接下来，将基于图6和图7描述根据本公开的第三实施例的图像投影单元1的配置。图6是示出根据本实施例的图像投影单元1的外观的透视图。图7是示出沿图6中的切割线C-C截取的横截面的示意图。

类似于第一和第二实施例，根据本实施例的图像投影单元1还包括投影仪10和过滤箱100C，如图6所示。图6所示的投影仪10还示出了在与第一和第二实施例类似的以安装在桌子上的方式使用的情况下的配置，而投影仪10的安装位置不限于这样的示例。吸入外部空气的吸气口被设置在投影仪10的外壳11的侧表面(图6中的Y轴正方向侧的表面)上。过滤箱100C以覆盖该吸气口的方式附接到投影仪10。

根据本实施例的过滤箱100C具有不仅覆盖设置有投影仪10的吸气口12的表面，而且还覆盖至少更多一个表面的形状。具体地，当如图6和图7所示，从前表面(突出部50侧)观看投影仪10时，过滤箱100C具有覆盖投影仪10的形成有吸气口12的侧表面和上表面的L形截面形状。也就是说，过滤箱100C具有从投影仪10沿两个方向突出的形状。

类似于第一和第二实施例的过滤箱100A和100B，如图7所示，过滤箱100C具有覆盖投影仪10的吸气口12的开口105、箱式吸气口102和箱侧过滤器110。在过滤箱100C中，箱式吸气口102形成在过滤箱100C的上表面101b中，从而当安装到投影仪10时，覆盖投影仪10的上表面11b。由于图6所示的投影仪10的上表面11b的面积大于侧表面11a的面积，因此可以确保开口面积大于投影仪10的吸气口12的开口面积。因此，由于要吸入投影仪10的冷却空气通过的区域增加，因此箱侧过滤器110不太可能堵塞，从而可以延长箱侧过滤器110的寿命，并且也可以减少过滤器110的更换频率。

注意，在图6和图7所示的示例中，箱式吸气口102仅设置在上表面101b中，而本公开不限于这样的示例。例如，除了上表面101b，箱式吸气口102还可以设置在不与投影仪10直接相对的表面中，诸如与开口105相对的表面101a中。另外，如果箱式吸气口102的开口面积大于投影仪10的吸气口12的开口面积就足够了，并且形成箱式吸气口102的表面的位置和数量不受特别限制。箱式吸气口102的开口也由多个孔102h形成，而开口形状和开口面积不受特别限制。

此外，在图6和图7的示例中，过滤箱100C具有从投影仪10沿两个方向突出的形状，但是可以具有沿三个或更多个方向突出的形状。例如，投影仪10可以具有当从前表面观察过滤箱时具有U形横截面的形状，以覆盖形成有投影仪10的吸气口12的侧表面、上表面和底表面。此时，例如，通过在过滤箱的上表面和底表面中形成箱式吸气口102，能够确保更大的开口面积。

通过以这种方式扩大箱式吸气口102的开口面积，还能够将箱侧过滤器110的总面积设置为大于为投影仪10设置的主体过滤器40的面积。因此，由于灰尘不太可能附着到箱侧过滤器110上，并且也可以减小压力损失，因此不再抑制要被吸入投影仪10的冷却空气的通道。

经由形成在如图6和图7所示的过滤箱100C的上表面101b中的箱式吸气口102吸入的冷却空气通过沿着上表面101b的流动路径，并流到与开口105相对的表面101a侧。然后，冷却空气通过表面101a和开口105之间的空间，并流到投影仪10的与开口105连通的吸气口12。在这种情况下，由于通过过滤箱100C的冷却空气被吸入投影仪10，因此冷却空气中所含的灰尘比直接吸入外部空气的情况少。因此，还可以抑制投影仪10的主体过滤器40的堵塞以延长寿命，并且还可以减少主体过滤器40的更换频率。

上面已经描述了根据第三实施例的图像投影单元1的配置。根据本实施例，过滤箱100C设置成从至少两个表面突出，即，从形成吸气口12的表面和以覆盖投影仪10的主体的吸气口12的方式连续的表面。因此，利用过滤箱100C的箱式吸气口102可以确保大于投影仪10的吸气口12的开口面积的开口面积，并且可以使箱侧过滤器10的总面积大于投影仪10的主体滤波器40的面积。因此，由于灰尘不太可能附着到箱侧过滤器110上，并且也可以减小压力损失，因此不再抑制要被吸入投影仪10的冷却空气的通道。另外，可以防止灰尘等侵入投影仪10本身，并且还可以延长投影仪10的寿命。

另外，类似于第一和第二实施例，通过使过滤箱100C能够与投影仪10附接/分离，用户可以选择过滤箱100B的安装。结果，不需要为投影仪10设置不必要的功能，并且还可以避免将由设置功能引起的成本增加。

<5.变体>

上述实施例中的各个过滤箱100A、100B和100C可以具有如下所述的配置。在下文中，将描述应用于根据第二实施例的过滤箱100B的情况作为示例，而类似地配置其他形式的过滤箱100就足够了。

[5.1.过滤器密度的调整]

构成图像投影单元的投影仪和过滤箱均在吸气口处设置有过滤器。可以分别使用相同的过滤器，同时通过适当地设置箱侧过滤器的密度，可以优化箱侧过滤器和投影仪的过滤器的寿命。

通常，由于安装过滤器的吸气口的开口面积较大，因此当传输相同风量时每单位面积的风量减小，并且过滤器寿命变长。因此，如果将过滤箱的箱式吸气口的开口面积设置得更大，则可以使箱侧过滤器的寿命更长。然而，通过进一步使用密度低于主体过滤器的过滤器作为箱侧过滤器，能够减少过滤器上的灰尘沉积，并且可以进一步延长寿命。注意，同样在将箱侧过滤器设置为低密度的情况下，与不安装过滤箱的情况相比，附着到主体过滤器上的灰尘量减少，因此保持了增加主体过滤器的寿命以及保护投影仪的内部结构的功能。

(箱侧过滤器的优化示例)

为了设置箱侧过滤器的最佳过滤器密度，期望考虑如下所示的各种影响。

-由于灰尘侵入投影仪而导致的光学装置性能变化的影响

-由于使用多年而导致的光源劣化的影响

-由于灰尘附着而导致的过滤箱的收集效率变化的影响

-环境灰尘的粒径的影响

-灰尘附着的不均匀性

-各种元素之间相关性的非线性

然而，为了考虑上述影响设置过滤器密度，需要复杂的模拟或实验。因此，可以如下所述执行简化以确定箱侧过滤器的最佳过滤器密度。

作为前置词，假设投影仪的主体过滤器的密度为q1，以及过滤箱的箱侧过滤器的密度为q2。流量是取决于过滤器密度和灰尘附着量的函数，而这里假设投影仪主体的风扇机构具有足够的性能，并且流量Q总是恒定的。

首先，箱侧过滤器和主体过滤器的灰尘附着量(G)由下面的表达式(1)和(2)定义。K被假定为表示过滤器的灰尘附着度的系数。

箱侧过滤器的灰尘附着量：G2＝∫K*q2*Qdt......(1)

主体过滤器的灰尘附着量：G1＝∫K*q1*Qdt-G2......(2)

这里，各个过滤器寿命被定义为当每单位面积的灰尘附着量变为G0时的过滤器寿命。假设主体过滤器的面积为α1，箱侧过滤器的面积为α2，则当满足下面的表达式(3)和(4)时，达到各自的过滤器寿命。注意，这里假设主体过滤器和箱侧过滤器是平坦的，并且分别具有与投影仪的吸气口的开口面积和箱式吸气口的开口面积相同的面积。

G1/α1＝G0......(3)

G2/α2＝G0......(4)

当将表达式(1)和(2)代入上面的表达式(3)和(4)，并如下所示组织它们时，主体过滤器寿命T1和箱侧过滤器寿命T2由下面的表达式(5)和(6)表示。

G0*α1＝G1＝∫K*q1*Qdt-G2

＝(K*q1*Q)*T-G2

G0*α2＝G2＝∫K*q2*Qdt

＝(K*q2*Q)*T

G0＝K*Q/α1*(q1-q2)*T1

T1＝G0*α1/((K*Q*(q1-q2))......(5)

T2＝G0*α2/(K*Q*q2)......(6)

这里，在图像投影单元中，期望箱侧过滤器和主体过滤器之间具有较长寿命的过滤器的寿命最大化，即，两个过滤器寿命变得相同。因此，基于上面的表达式(5)和(6)组织T1＝T2的数学表达式，获得下面的表达式(7)。

α1*q2＝α2*(q1-q2)......(7)

因此，箱侧过滤器的过滤器密度的最佳值由下面的表达式(8)表示。此时的过滤器寿命T1(＝T2)将是下面的表达式(9)。从表达式(9)可以理解，随着箱侧过滤器的面积α2增加，过滤器寿命延长。

q2＝α2/(α1+α2)*q1......(8)

T1＝T2＝G0/(K*Q/q1)*(α1+α2)......(9)

例如，如图8中的上侧所示，考虑将根据第二实施例的过滤箱100B附接到投影仪10的情况。此时，箱侧过滤器110的过滤器密度q2可以根据主体过滤器40的过滤器密度q1、投影仪10的吸气口12的开口面积α1和箱式吸气口102的开口面积α2来确定。以这种方式，与使箱侧过滤器110的过滤器密度q2与主体过滤器40的过滤器密度q1相同的情况下相比，通过使箱侧过滤器110的过滤器密度q2低于主体过滤器40的过滤器密度q1，可以使箱侧过滤器110的寿命更长。

作为比较，在如图8中的下侧所示没有附接过滤箱100B的情况下的投影仪10的主体过滤器40的过滤器寿命T0由下面的表达式(10)表示。

T0＝G0*α1/(K*Q*q1)......(10)

这里，当根据是否附接过滤箱100B来比较投影仪10的主体过滤器40的过滤器寿命时，从上述表达式(5)和(10)获得如下面的表达式(11)中的过滤器寿命的差(T1-T0)。也就是说，可以理解，即使附接了具有任何开口面积的过滤箱，也可以获得延长寿命的效果。

T1-T0＝G0/(K*Q*q1)*α2......(11)

另外，作为示例，在箱侧过滤器的过滤器面积是主体过滤器的过滤器面积的两倍的过滤箱被附接到投影仪的情况下，箱侧过滤器的密度最佳值由下面的表达式(12)表示。在这种情况下，最优的是箱侧过滤器的过滤器密度是主体过滤器的过滤器密度的2/3。另外，可以理解，此时的主体过滤器的过滤器寿命由表达式(13)表示，并且寿命延长三倍。

q2＝α2/(α1+α2)*q1＝2/3*q1......(12)

T1＝T2＝G0/(K*Q/q1)*(α1+α2)

＝3*G0/(K*Q/q1)*α1

＝3*T0......(13)

[5.2.风扇的安装]

在根据上述实施例的图像投影单元1中，风扇可以设置在过滤箱100中，从而使得冷却空气有效地吸入投影仪10。例如，通过如图9所示在箱式吸气口102和过滤箱100B的开口105之间设置风扇120，外部空气可以经由箱式吸气口102主动吸入。结果，可以经由投影仪10的与开口105连通的吸气口12将足够的冷却空气送入投影仪10的主体。

过滤箱100B的风扇120可以通过利用互连线130连接到投影仪10来被供电和驱动。注意，过滤箱100B和投影仪10之间的连接可以是有线连接或无线连接。

另外，过滤箱100B的风扇120的驱动控制不仅可以连同供电自动执行，而且还可以连同投影仪10的连接状态自动执行。例如，当使过滤箱100B和投影仪10带入连接状态时，风扇120可以在接收到来自投影仪10的信号供应时自动旋转，并且当投影仪10的供电关闭时，可以使风扇120自动停止旋转。或者，在即使投影仪10内的冷却风扇(未示出)被最大程度地驱动，投影仪10的内部温度仍高于或等于预定温度的情况下，过滤箱100B的风扇也可以被驱动。以这种方式，还能够利用风扇120作为支持投影仪10的主体的冷却的功能。

此外，通过来自投影仪10的供电来驱动过滤箱100B的风扇120，不需要为过滤箱设置插座等，并且可以实现简单的配置。

[5.3.冷却机构的安装]

此外，在根据上述实施例的图像投影单元1中，过滤箱100可以设置有冷却机构，以将低于外部温度的冷却空气供应到投影仪10。如图10所示，例如，冷却机构140设置在过滤箱100B的开口105和箱式吸气口102之间。作为冷却机构140，可以使用例如珀耳帖元件等。类似于上述风扇120，冷却机构140可以由来自投影仪10的供电驱动。此外，过滤箱100B的冷却机构140的驱动控制可以连同与投影仪10的连接状态自动执行。例如，当连接过滤箱100B和投影仪10时，可以驱动过滤箱100B的冷却机构140，以减少主体冷却机构(例如为投影仪设置的风扇71和73)的驱动。

通过为过滤箱100B设置冷却机构140，能够将低于环境温度的冷却空气供应给投影仪10。由于通过给投影仪10供应低温冷却空气提高了设置在投影仪10的外壳11内的组件20的冷却效率，因此即使投影仪10的风扇71和73的驱动能力下降，也能够获得必要的冷却性能。通过降低风扇71和73的驱动能力，还可以实现投影仪10的噪声抑制。另外，通过减小风量，可以减少通过过滤箱100B的箱侧过滤器110和投影仪的主体过滤器40传输的风量。结果，可以减少在过滤器110和40中的每一个上的灰尘沉积等，从而实现过滤器寿命的延长。

另外，通过在温度低的状态下使用，可以延长构成投影仪10的组件中的一些装置(诸如液晶面板)的寿命。例如，为了降低投影仪10的内部温度，经由吸气口12吸入的冷却空气具有低温就足够了，而无需降低投影仪10的风扇71和73的驱动能力。因此，如图10所示，通过将具有冷却机构140的过滤箱100B附接到投影仪10，可以降低投影仪10的内部温度以延长组件的寿命。

以这种方式，通过为过滤箱100B设置冷却机构140，可以延长设置在投影仪10内的组件20的寿命。另外，由于通过冷却机构140可以将更低温度的冷却空气供应到投影仪10，因此即使投影仪10的风扇71和73的驱动能力降低，也能够获得必要的冷却性能，并且还能够实现噪声抑制。

<6.结论>

根据本公开的图像投影单元，过滤箱以覆盖投影仪主体的吸气口的方式设置，以便至少从形成有吸气口的表面突出。因此，能够利用过滤箱的箱式吸气口确保开口面积大于投影仪的吸气口的开口面积，以使箱侧过滤器的总面积大于投影仪的主体过滤器的面积。

因此，由于灰尘不太可能附着到箱侧过滤器上，并且也可以减小压力损失，因此不再抑制要吸入投影仪的冷却空气的通过。另外，可以防止灰尘等侵入投影仪本身，并且还可以延长投影仪的寿命。此外，通过使过滤箱能够与投影仪附接/分离，用户可以选择过滤箱的安装。结果，不必为投影仪设置不必要的功能，并且还可以避免由设置功能引起的成本增加。

另外，在为过滤箱设置风扇或冷却机构的情况下，可以支持投影仪的冷却功能。因此，可以降低投影仪主体的冷却机构的冷却能力以降低功耗，同时保持与不设置过滤箱的情况相同的冷却性能。在这种情况下，也可以实现使用投影仪时的噪声抑制。另外，还能够通过过滤箱的冷却机构的支持来实现更高的冷却性能，从而能够进一步延长投影仪的寿命。

以上已经参考附图描述了本公开的优选实施例(一个或多个)，而本公开不限于上述示例。本领域技术人员可以在随附权利要求的范围内找到各种改变和修改，并且应该理解，它们将自然地落入本公开的技术范围内。

例如，主体过滤器和箱侧过滤器并不特别限于本技术中的形状，而例如，如图11所示，可以使用具有带有重复凸起和凹陷的折叠结构的褶式过滤器45和115。当主体过滤器或箱侧过滤器具有褶皱形状时，可以使过滤面积更大，并且可以使由过滤器引起的压力损失更小。

此外，本说明书中描述的效果仅仅是说明性的或示例性的效果，并不是限制性的。也就是说，具有或代替上述效果，根据本公开的技术可以实现从本说明书的描述中对本领域技术人员清楚的其他效果。

另外，本技术还可以如下配置。

(1)一种图像投影单元，包括：

图像投影装置的主体；以及

过滤箱，所述过滤箱能够与主体附接/分离，并且至少覆盖主体的吸气口，其中

对过滤箱设置的箱侧过滤器的总面积大于设置在主体的吸气口处的主体过滤器的面积。

(2)根据(1)所述的图像投影单元，其中

过滤箱具有大致长方体形状，

过滤箱具有

开口，所述开口耦接到设置有主体的吸气口的第一面，

箱式吸气口，所述箱式吸气口形成在除了设置有所述开口的面之外的面的至少部分中，并且使外部空气通过过滤箱的内部，以及

与所述箱式吸气口对应设置的所述箱侧过滤器，并且

过滤箱耦接到主体，以便从第一面向一侧突出。

(3)根据(1)所述的图像投影单元，其中

过滤箱具有

开口，所述开口耦接到设置有主体的吸气口的第一面，

箱式吸气口，所述箱式吸气口至少形成在与设置有开口的面相对的面中，并使外部空气通过过滤箱的内部，以及

与所述箱式吸气口对应设置的所述箱侧过滤器，

过滤箱具有横截面从所述开口朝向与所述开口相对的箱式吸气口扩大的外形，以及

过滤箱耦接到主体，以便从第一面向一侧突出。

(4)根据(1)所述的图像投影单元，其中

过滤箱的形状覆盖在主体中设置有吸气口的第一面和面积大于第一面的面积并且与第一面连续的第二面，以及

过滤箱具有

开口，所述开口耦接到主体的第一面，

箱式吸气口，所述箱式吸气口至少形成在与主体的第二面相对的面中，并使外部空气通过过滤箱的内部，以及

与所述箱式吸气口对应设置的所述箱侧过滤器。

(5)根据(1)至(4)中任一项所述的图像投影单元，其中

箱侧过滤器的密度小于主体过滤器的密度。

(6)根据(1)至(5)中任一项所述的图像投影单元，其中

至少主体过滤器或箱侧过滤器是具有带有重复的凸起和凹陷的折叠结构的褶式过滤器。

(7)根据(1)至(5)中任一项所述的图像投影单元，其中

过滤箱内设置有风扇。

(8)根据(7)所述的图像投影单元，其中

过滤箱的风扇与过滤箱和主体之间的连接状态同步地被驱动。

(9)根据(1)至(8)中任一项所述的图像投影单元，其中

过滤箱和主体配置成能够供电。

(10)根据(1)至(9)中任一项所述的图像投影单元，其中

在过滤箱内设置有冷却机构。

(11)根据(10)所述的图像投影单元，其中

冷却机构与过滤箱和主体之间的连接状态同步地被驱动

当过滤箱和主体连接时，过滤箱的冷却机构被驱动，并且减少了对主体设置的主体冷却机构的驱动。

(12)一种能够与图像投影装置的主体附接/分离的过滤箱，包括：

过滤器，所述过滤器至少覆盖主体的吸气口，并且总面积大于设置在主体的吸气口处的主体过滤器的面积。

附图标记列表

1 图像投影单元

10 投影仪

11 外壳

12 吸气口

14 排气口

20 组件

30 冷却风扇

40 过滤器

40 主体过滤器

45、115 褶式过滤器

50 投影部

71、73 风扇

100、100A、100B、100C 过滤箱

101 箱外壳

102 箱式吸气口

102h 孔

105 开口

110 箱侧过滤器

120 风扇

130 互连线

140 冷却机构。

Claims (12)

1.一种图像投影单元，包括：

图像投影装置的主体，所述主体包括主体吸气口以及主体过滤器，其中主体过滤器覆盖主体吸气口；以及

过滤箱，过滤箱能够与主体附接/分离，所述过滤箱包括开口、多个箱式吸气口以及多个箱侧过滤器，

其中，

过滤箱耦接到主体以使得所述开口至少覆盖主体吸气口，

多个箱式吸气口形成在过滤箱的除了设置有所述开口的面之外的多个侧面中的每个侧面中，并且多个侧面中的每个侧面包括相应的箱侧过滤器，

多个箱侧过滤器中的每个箱侧过滤器覆盖相应的箱式吸气口并且不覆盖所述开口，

并且其中，

多个箱式吸气口的总开口面积大于主体吸气口的开口面积，并且

多个箱侧过滤器的总面积大于主体过滤器的面积。

2.根据权利要求1所述的图像投影单元，其中

多个箱式吸气口使外部空气通过箱式吸气口进入过滤箱的内部。

3.根据权利要求1所述的图像投影单元，其中

多个箱侧过滤器中的每个箱侧过滤器的密度小于主体过滤器的密度。

4.根据权利要求1所述的图像投影单元，其中

至少主体过滤器或多个箱侧过滤器中的至少一个箱侧过滤器是具有带有重复的凸起和凹陷的折叠结构的褶式过滤器。

5.根据权利要求1所述的图像投影单元，其中

过滤箱内设置有风扇。

6.根据权利要求5所述的图像投影单元，其中

过滤箱的风扇与过滤箱和主体之间的连接状态同步地被驱动。

7.根据权利要求1所述的图像投影单元，其中

过滤箱和主体配置成能够供电。

8.根据权利要求1所述的图像投影单元，其中

在过滤箱内设置有冷却机构。

9.根据权利要求8所述的图像投影单元，其中

冷却机构与过滤箱和主体之间的连接状态同步地被驱动，以及

当过滤箱和主体连接时，过滤箱的冷却机构被驱动，并且减少了对主体设置的主体冷却机构的驱动。

10.根据权利要求1所述的图像投影单元，其中

过滤箱具有大致长方体形状，以及

过滤箱耦接到主体以使得过滤箱从主体的设置有主体吸气口的第一面向一侧突出。

11.根据权利要求1所述的图像投影单元，其中

过滤箱具有横截面从所述开口朝向与所述开口相对的箱式吸气口扩大的外形，以及

过滤箱耦接到主体以使得过滤箱从主体的设置有主体吸气口的第一面向一侧突出。

12.根据权利要求1所述的图像投影单元，其中

过滤箱具有覆盖主体的设置有主体吸气口的第一面并覆盖主体的第二面的形状，其中第二面与第一面连续并且第二面的面积大于第一面的面积，

所述开口被构造为覆盖第一面和第二面，以及

所述多个侧面中的每个侧面包括过滤箱的与主体的第二面相对的面。

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