CN1573522A

CN1573522A - 图像投影设备

Info

Publication number: CN1573522A
Application number: CNA2004100495871A
Authority: CN
Inventors: 林宣佑
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2003-06-24
Filing date: 2004-06-17
Publication date: 2005-02-02
Anticipated expiration: 2024-06-17
Also published as: US7140734B2; KR100601639B1; CN100501561C; KR20050000598A; US20040263799A1

Abstract

本发明公开了一种图像投影设备，其包括灯、对从灯发出的光进行调制使其与图像数据相符的光调制器、操作灯的镇流器、电源单元和容纳电源单元、镇流器和灯的管道。该管道包括与外面连通的第一吸气孔和主排气孔，并形成了一个气流路径，第一吸气孔、电源单元、镇流器、灯和主排气孔位于该气流路径上。

Description

图像投影设备

技术领域

本发明总的来说涉及图像投影设备，更具体地说，涉及一种图像投影设备，其具有管道和风扇，能够冷却图像投影设备中的各元件，例如灯等。

背景技术

图1是一个俯视图，示意性地表示了传统图像投影设备的结构。图1中示出了灯20、彩色转盘21、数字式反射镜装置(DMD)22以及投影镜头23。灯20、彩色转盘21、DMD 22以及投影镜头23构成了用来投射图像的光学系统。附图标记30表示电源单元(PSU)，附图标记31表示用来操作灯20的镇流器，附图标记10表示壳体。用来使空气进、出的通气孔11、12、13、14形成在壳体10中。

灯20发出白光。彩色转盘21包括滤色器，该滤色器可转动地安装在灯20的前面，能够有选择地透过红光、蓝光和绿光中的一种。当灯20发出的白光通过彩色转盘21时，白光被变成红光、蓝光或者绿光等单色光。DMD22根据控制板(未示出)输入的图像数据对通过彩色转盘21的单色光进行调制。调制后的光由投影镜头23投射到屏幕(未示出)上。

驱动图像投影设备时需要进行冷却的元件有灯20和PSU 30。如果需要的话，还可以冷却DMD 22、镇流器31和彩色转盘21。图1中示出了四个冷却风扇41、42、43和44。冷却风扇41用来冷却灯20，冷却风扇42用来冷却镇流器31，冷却风扇43安装成使空气从DMD 22流向PSU 30而同时冷却DMD 22和PSU 30。冷却风扇44用来冷却彩色转盘21。

在图1所示的传统图像投影设备中，对于需要冷却的各个元件，要额外地安装风扇。当然，使用具有上述结构的传统图像投影设备，可以获得所需要的冷却性能。但是，在图1所示的传统图像投影设备中，由于安装了多个风扇来各自地吸收并排出空气，所以，空气进出路径变得复杂。这样，就很难有效地安装通气孔11、12、13和14。另外，流经各个风扇的气流会与壳体10碰撞，结果降低了冷却效率。还有，与复杂的气流路径分离的多个风扇会产生噪音。

发明内容

为了解决上述和/或其他的问题，本发明总的构思的一方面是提供一种图像投影设备，其包括一个管道用来容纳需要冷却的元件，空气流经管道而有效地进行冷却。

本发明总的构思的其他方面和优点，会部分地在下面的描述中被提出来，部分地经下面的描述而变得显而易见，或者可以在实施本发明总的构思中被了解到。

本发明总的构思的上述和/或其他方面可以通过提供下述的一种使用从灯发出的光将图像数据放大并投影在屏幕上的图像投影设备来实现，该投影设备包括一个管道，该管道包括第一吸气孔和主排气孔，空气通过第一吸气孔被吸入，通过主排气孔被排出。需要冷却的元件串行布置在所述管道中，在所述管道中形成有气流路径来冷却元件。

按照本发明总的构思的一个方面，需要冷却的元件按照工作温度来布置，工作温度比其他元件低的元件布置成靠近第一吸气孔，而工作温度比其他元件高的元件布置成靠近主排气孔。

按照本发明总的构思的另一个方面，需要冷却的元件可以按照工作温度的顺序从第一吸气孔到主排气孔进行布置，这些元件包括供电的电源单元、操作灯的镇流器、灯，还可以包括根据图像数据对从灯发出的光进行调制的光调制器。

按照本发明总的构思的再一个方面，图像投影设备还可包括至少一个风扇，来控制空气流经管道，该至少一个风扇包括设置在电源单元和镇流器之间的第一风扇和设置在镇流器和灯之间的第二风扇。另外，该至少一个风扇还可包括控制空气经第二吸气孔流进管道来冷却光调制器的第三风扇。在这种情况下，该管道还包括第二吸气孔，该管道经该第二吸气孔与光调制器连通，第三风扇可控制空气经第二吸气孔流进管道来冷却光调制器。第二风扇的冷却能力可以比第一、第三风扇的冷却能力都大。

按照本发明总的构思的还一个方面，图像投影设备还可包括叶片，该叶片放在第一风扇的出口处，引导空气流向镇流器。图像投影设备还可包括引导管道，该导引管道在第二风扇的出口处从管道上分支出来，引导空气流向灯的前部。

按照本发明总的构思的又一个方面，管道中在灯和主排气孔之间可以放置一个防漏光单元，防止灯发出的光经主排气孔泄漏。

按照本发明总的构思的另一个方面，管道可包括第一管道、第二管道和第三管道，第一管道容纳电源单元并包括所述第一、第二吸气孔。第二管道容纳镇流器并与第一管道连通，第三管道容纳灯并包括所述主排气孔，该第三管道与第二管道连通。第一管道还可包括屏蔽，防止电磁干扰(EMI)。另外，可以在第二管道的内壁上安装吸音部件，吸收镇流器的工作噪音。此外，所述第二风扇可以安装在第三管道中。在这种情况下，可以在第二风扇和第三管道之间设置防尘部件，吸收第二风扇产生的振动和噪音。

本发明总的构思的上述和/或其他方面也可以通过提供下述的一种图像投影设备来实现，该图像投影设备包括：第一、第二、第三管道，这些管道串行连接形成一个气流路径，空气沿着该路径在第一、第二、第三管道中流动；吸气孔，形成在第一管道上；主排气孔，形成在第三管道上；灯，位于第三管道中；第一元件和第二元件，分别设置在第一管道和第二管道中，第一元件和第二元件的第一工作温度和第二工作温度都低于灯的第三工作温度。

附图说明

结合附图，通过下面对实施例的描述，本发明总的构思的上述和/或其他方面以及优点将会变得很明显而且更易于理解。其中，

图1是俯视图，示意性地表示传统图像投影设备的结构；

图2是俯视图，示意性地表示根据本发明总的构思的一个实施例的图像投影设备结构；

图3是透视图，表示根据本发明总的构思的另一个实施例的图像投影设备结构；

图4是分解透视图，表示图3的图像投影设备；

图5是局部透视图，表示图4的部分“A”；

图6是剖视图，示意性地表示图4的部分“B”；

图7是透视图，表示图4的图像投影设备的排气管道。

具体实施方式

下面将详细地谈及本发明总的构思的实施例。各实施例的例子表示在附图中。其中相同的附图标记在整个描述中代表相同的元件。下面对实施例的描述是为参照附图来解释本发明总的构思。

图2是俯视图，示意性地表示根据本发明总的构思的一个实施例的图像投影设备结构。

图2中示出了灯110、光学系统120和作为光调制器的数字式反射镜装置(DMD)130。光学系统120能够接受从灯110发出的要经DMD 130被投射到屏幕(未示出)的光。光学系统120可以包括彩色转盘、投影镜头121和反射镜等光学元件。图像投影设备中使用的光学系统是公知的，因此，省略对其详细表述。DMD 130是一种光调制器，根据图像数据对入射光进行调制，并控制调制后的光来形成具有所需图像的图像光。DMD 130也是公知的，因此省略对详细描述。液晶显示器(LCD)面板也可以用作光调制器。从灯110发出的入射光经DMD 130调制形成具有所需图像的图像光。图像光由投影镜头121扩大并投射到屏幕(未示出)上。

在DMD 130的后面可以放置电源单元(PSU)140，可以在PSU 140的上侧安装主控制板(未示出)来控制图像投影设备。镇流器150可以放在PSU 140的一侧来操作灯110。

图2还示出了管道200。管道200能够将需要冷却的元件例如PSU 140、镇流器150和灯110等串行连接起来。管道200中容纳着PSU 140、镇流器150和灯110。管道200可包括第一吸气孔201和主排气孔202。空气经过第一吸气孔201被吸入(导入)管道200中。在空气的作用下，PSU 140、镇流器150和灯110被冷却。然后，空气经过主排气孔202被排出到外面。在该情形中，PSU 140、镇流器150和灯110中发热可能是最小的一个元件布置在第一吸气孔201附近，PSU 140、镇流器150和灯110中发热可能是最大的另一个元件布置在主排气孔202附近。根据本发明总的构思的另一个方面，PSU 140、镇流器150和灯110中工作温度最低的一个元件布置在第一吸气孔201附近，PSU 140、镇流器150和灯110中工作温度最高的一个元件布置在主排气孔202附近。于是，在本实施例中，PSU 140、镇流器150和灯110按顺序从第一吸气孔201到主排气孔202进行布置。

附图标记100表示壳体。在壳体100上形成有多个用于进出空气的通气孔101和102。根据本发明总的构思的一个方面，通气孔101设置在空气流入路径或者设置在第一吸气孔201附近。根据本发明总的构思的另一方面，通气孔102设置在空气排出路径上或者设置在主排气孔202附近。利用上述结构，按照通气孔101、第一吸气孔201、管道200、主排气孔202和通气孔102的顺序构成了气流路径。在管道200上可以进一步设置多个吸气孔(未示出)，在壳体100上可以在吸气孔附近进一步设置多个通气孔(未示出)。

第一风扇301和第二风扇302控制空气使其流进管道200，这两个风扇也示出在图2中。第一风扇301布置在PSU 140和镇流器150之间，引导空气从PSU 140流向镇流器150。第二风扇302布置在镇流器150和灯110之间，引导空气从镇流器150流向灯110。

根据该实施例的图像投影设备可以进一步包括第三风扇303来冷却DMD 130。另外，管道200可以进一步包括第二吸气孔203。第三风扇303能够装在DMD 130的后面，如图2所示。第三风扇303能够将空气经第二吸气孔203送入管道200来冷却DMD 130。第三风扇303能够抽吸壳体100内的空气，使其流进管道200内，这样，就能够冷却作为光学系统120一个元件的彩色转盘(未示出)。利用上述结构，能够按照通气孔101、第一吸气孔202和第二吸气孔203、管道200、主排气孔202和通气孔102的顺序构成了气流路径。

根据本实施例的一个方面，在确定第一到第三风扇301、302、303的冷却(通风)能力时，第二风扇302的冷却能力可以最大，使空气不会聚集在管道200内，第一风扇301的冷却能力可以大于第三风扇303的冷却能力。

可以在管道200内设置叶片280。叶片280可设置在第一风扇301的出口处，引导空气进入镇流器150，从而提高对镇流器150的冷却效率。

根据本实施例的图像投影设备可以进一步包括导引管道270，其引导空气流过灯110的前部114，以此来冷却灯110的电极113。导引管道270可以在第二风扇302的出口处从管道200分支出来，延伸到灯110的前部114。利用上述结构，可以将空气分别送到灯110的电极113、灯110的主体112，于是，能更有效地冷却灯110。

参见图2，灯110可以设在管道200的主排气孔202附近。这样的话，灯110发出的光可能会经主排气孔202和通气孔102泄漏到壳体100的外面。可以在管道200中的灯110和主排气孔202之间设置一个防漏光单元。如图2所示，多个肋204从灯110的出口伸向主排气孔202，用作防漏光单元。多个肋204可包括至少一个弯曲部205，弯曲部205的延伸方向是变化的，以阻断光。另外，防漏光单元还可以包括不平坦部206，该不平坦部206形成在多个肋204上，靠近灯110的一端。不平坦部206能够将光反射回灯110，由此防止光从主排气孔202泄漏到外面。另外，这些肋204和不平坦部206还能够阻断部分气流噪音。

在根据本实施例的图像投影设备中，气流路径由管道200限定而成。空气流进壳体100内，然后流过形成了气流路径并具有吸气孔和排气孔的管道200，与此同时，按顺序地冷却了PSU 140、镇流器150和灯110，然后，空气被排出到壳体100的外面。因此，在本实施例的壳体100中，不会象图1所示传统图像投影设备那样发生气流的碰撞，也就使无效气流引起的冷却效率的降低最小。

由于图1所示传统图像投影设备没有包括管道200以构成气流路径来冷却各元件，例如，对工作在高温下的灯进行冷却的空气流向工作在低温下的PSU 30或DMD 22，在这种情况下，作为冷却媒介的空气其温度可能高于PSU 30或DMD 22的温度，因此，PSU 30或DMD 22受到加热而不是冷却。

在根据本实施例的图像投影设备中，需要冷却的元件可根据元件的工作温度沿着气流的方向布置在管道200中，即比其他元件工作温度低的元件靠近管道200的入口，而比其他元件工作温度高的另外的元件靠近管道200的出口。于是，在根据本实施例的图像投影设备中，作为冷却媒介的空气，其温度几乎不会高于需要冷却的元件的温度，除非流入管道200的空气数量非常少，速度非常慢。特别地，灯110可以作为图像投影设备中工作温度最高的元件。一般来说，灯110的电极113需要维持在大约300℃，灯110的本体112需要维持在大约850℃。从试验中可以了解到，与传统图像投影设备相比，本发明中电极113的温度可以从大约320℃改善为大约270℃，本体112的温度可以从大约910℃改善为大约850～860℃。

图3是透视图，表示根据本发明总的构思的另一个实施例的图像投影设备结构。管道200可以加工成各种各样的形状。作为一个例子，在图3所示的实施例中，管道200是在壳体100内将第一到第三管道210、220和230连接起来形成。图4是分解透视图，表示图3的图像投影设备。

图5是局部透视图，表示图4的部分“A”；图6是剖视图，示意性地表示图4的部分“B”；图7是透视图，表示图4的图像投影设备的排气管道。

参见图3，管道200可以包括相互连通的第一管道到第三管道210、220、230。PSU 140装在第一管道210中。第一管道210可包括第一吸气孔201和第一排气孔211。第一吸气孔201将空气吸入(引入)第一管道210内，而第一排气孔211与第二管道220连通。另外，第一管道210还可包括第二吸气孔203，面对着第三风扇303。第二吸气孔203可以冷却DMD 130的气流路径的一部分。第一风扇301可安装在管道200内靠近第一排气孔211。第一管道210可以是电磁干扰(EMI)屏蔽，可以用例如铁板制成。

第二管道220与第一管道210和第三管道230连通。镇流器150可装在第二管道220中。按照本实施例的一个方面，如图4所示，在第二管道220的内壁上可以设置吸音元件291以阻断镇流器150的工作噪音。吸音元件291可以用海绵或者橡胶材料制成。第一风扇301将空气从第一管道210送至第二管道220来冷却镇流器150。参见图5，在第一风扇301的出口处设置了叶片280。叶片280能够通过第一风扇301引导空气进入第二管道220并流向镇流器150。在本实施例中，镇流器150可安装在第一风扇301的下面，可安装叶片280用来向下引导通过第一风扇301流动的空气。如图5所示，叶片280可安装在第一风扇301的框架上，叶片280可安装在第一管道210中也可以安装在第二管道220中。

如图4所示，第三管道230中可包括例如相互连通的导向管道240、灯罩250和排气管道260。导向管道240与第二管道220连通，第二风扇302安装在导向管道240中。按照本实施例的一个方面，如图4和图6所示，当将第二风扇302安装在导向管道240中时，可在第二风扇302和导向管道240之间设置防尘元件290，阻断第二风扇302产生的振动和噪音。防尘元件290可以用例如橡胶或者海绵制成。灯110可装在灯座250中。如图6所示，在灯座250上设有使灯110发出的光透过的光窗口251。

在导向管道240中可设置导引管道270。如图6所示，导引管道270在第二风扇302的出口处从导向管道240分支出来并伸向灯110的前部114。利用上述结构，第二风扇302送入的空气中一部分可以直接送到灯座250，冷却灯110的本体112，并经导引管道270冷却灯110的电极113。

在排气管道260中可设置主排气孔202。参见图4，排气管道260是上管道261和下管道262结合在一起形成的。在排气管道260中可设置防漏光单元，防止灯110发出的光经主排气孔202泄漏到外面。参见图7。图7详细地表示出了下管道262。多个肋204可以用作防漏光单元。这些肋204从灯110的出口伸向主排气口202。多个肋204可包括至少一个弯曲部205，通过改变弯曲部205的延伸方向来阻断光。另外，防漏光单元还可包括不平坦部206。不平坦部206形成在多个肋204的一端，靠近灯。不平坦部206能将光反射回灯110，从而防止光从主排气孔202泄漏。另外，肋204和不平坦部206还能阻断由气流引起的噪音，并且防止漏光。

按照上述方式，图3到图7所示的实施例可以与图2所示的实施例具有相同的效果，而且图3所示的图像投影设备与图2所示的也是一致的，于是，这里省略了相同零部件的重复描述。

如上所示，根据本发明总的构思的图像投影设备具有如下的效果。第一，将需要冷却的元件装在具有吸气孔和排气孔的管道中，空气流过该管道，这样，就不会象传统图像投影设备中那样在壳体中发生气流碰撞，使无效气流造成的冷却效率的减低最小化。第二，需要冷却的元件按照工作温度的顺序沿着气流方向布置在管道中，使工作温度低的元件靠近管道的入口而工作温度高的另外的元件靠近管道的出口。于是，作为冷却媒介的空气，其温度就几乎不会高于需要冷却的元件的温度，因此，提高了冷却效率。第三，设置导引管道来冷却灯的电极，使灯可以被有效地冷却。第四，设置防漏光单元，防止光从向前泄漏。另外，用作防漏光单元的肋和不平坦部分还能够阻断部分噪音。第五，在容纳镇流器的部分上安装吸音元件，能够阻断镇流器的工作噪音。

虽然上面图示并描述了本发明总的构思的几个实施例，但是，本领域技术人员会明白，可以对这些实施例进行变化而不会超出本发明总的构思的原理和精神。本发明总的构思由权利要求书及其等同物来限定。

Claims

1.一种图像投影设备，利用灯发出的光来扩大图像数据并将图像数据投影到屏幕上，该投影设备包括一个管道，该管道包括第一吸气孔和主排气孔，空气通过第一吸气孔被吸入，通过主排气孔被排出，该管道将需要冷却的元件串行连接起来，并形成气流路径来冷却元件。

2.如权利要求1所述的图像投影设备，其中，需要冷却的元件按照工作温度从第一吸气孔到主排气孔进行布置，工作温度比其他元件低的元件靠近第一吸气孔布置。

3.如权利要求1所述的图像投影设备，其中，需要冷却的元件按照工作温度从第一吸气孔到主排气孔进行布置，这些元件包括供电的电源单元、灯和操作灯的镇流器。

4.如权利要求3所述的图像投影设备，还包括至少一个风扇，来控制空气流经所述管道，其中，该至少一个风扇包括设置在电源单元和镇流器之间的第一风扇和设置在镇流器和灯之间的第二风扇。

5.如权利要求4所述的图像投影设备，其中，所述元件还包括对从灯发出的光进行调制使其与图像数据相符的光调制器，所述管道还包括与光调制器连通的第二吸气孔。

6.如权利要求5所述的图像投影设备，其中，所述至少一个风扇还包括控制空气经第二吸气孔流进管道来冷却光调制器的第三风扇。

7.如权利要求6所述的图像投影设备，其中，所述第二风扇的冷却能力比所述第一、第三风扇的冷却能力都大。

8.如权利要求4所述的图像投影设备，还包括叶片，该叶片设置在第一风扇的出口处，引导空气流向镇流器。

9.如权利要求4所述的图像投影设备，还包括导引管道，该导引管道在第二风扇的出口处从管道上分支出来，以引导空气流向灯的前部。

10.如权利要求3所述的图像投影设备，还包括一个防漏光单元，设置在管道中，位于灯和主排气孔之间，防止灯发出的光经主排气孔泄漏。

11.如权利要求10所述的图像投影设备，其中，所述防漏光单元包括多个肋，这些肋从灯的出口伸向主排气孔，并包括至少一个弯曲部来改变肋的延伸方向以阻断光。

12.如权利要求11所述的图像投影设备，其中，所述防漏光单元还包括不平坦部，该不平坦部设在所述肋上，靠近灯的一端，将光反射向灯。

13.如权利要求6所述的图像投影设备，其中，所述管道包括：

第一管道，容纳电源单元，并包括所述第一吸气孔和第二吸气孔；

第二管道，容纳镇流器，并与第一管道连通；

第三管道，容纳灯，并包括所述主排气孔，该第三管道与第二管道连通。

14.如权利要求13所述的图像投影设备，其中，所述第一管道为防止电磁干扰的屏蔽。

15.如权利要求13所述的图像投影设备，其中，所述第二管道包括安装在其内壁上的吸音部件，用来吸收镇流器的工作噪音。

16.如权利要求13所述的图像投影设备，其中，所述第二风扇安装在第三管道中，所述图像投影设备还包括设置在第二风扇和第三管道之间的防尘部件，吸收第二风扇产生的振动和噪音。

17.一种图像投影设备，包括：

第一、第二、第三管道，这些管道串行连接形成一个气流路径，空气沿着该路径在第一、第二、第三管道中流动；

吸气孔，形成在第一管道上；

主排气孔，形成在第三管道上；

灯，位于第三管道中；

第一元件和第二元件，分别设置在第一管道和第二管道中，第一元件和第二元件的第一工作温度和第二工作温度都低于所述灯的第三工作温度。

18.如权利要求17所述的图像投影设备，还包括一个光学系统，用来接收从灯发出的光，根据图像数据对所接收的光进行调制，投射调制后的光，其中，所述第一管道包括第二吸气孔，第二吸气孔靠近所述光学系统设置，用来冷却该光学系统。

19.如权利要求18所述的图像投影设备，其中，所述光学系统包括光调制器，对所接收到的光进行调制，所述调制器附近的空气通过所述第二吸气孔被吸进所述第一管道。

20.如权利要求19所述的图像投影设备，还包括风扇，靠近所述第一管道的第二吸气孔设置，将所述光调制器周围的空气吸入所述第一管道。

21.如权利要求17所述的图像投影设备，其中，空气沿着气流路径流过所述第一、第二、第三管道，按顺序冷却所述第一元件、第二元件和所述灯。

22.如权利要求17所述的图像投影设备，其中，所示第一元件包括电源单元，所述第二元件包括镇流器。

23.如权利要求17所述的图像投影设备，还包括：

第一风扇，设置成控制空气从所述第一管道流入所述第二管道；

第二风扇，设置在通道中控制空气从所述第二管道流入所述第三管道，

其中，所述第二风扇的冷却能力大于所述第一风扇的冷却能力。

24.如权利要求17所述的图像投影设备，还包括设置在所述第二管道和第三管道之间的防尘部件。

25.如权利要求17所述的图像投影设备，其中，所述第三管道包括排气管道，该排气管道设置在所述灯和所述主排气孔之间，将空气从所述第三管道引导到所述第三管道的外面。

26.如权利要求25所述的图像投影设备，其中，所述排气管道包括两个子管道，这两个子管道靠近所述主排气孔设置，沿着不同于所述气流路径的方向将空气导向所述主排气孔，防止灯发出的光泄漏。

27.如权利要求25所述的图像投影设备，其中，所述排气管道包括不平坦部，防止灯发出的光经所述主排气孔泄漏。