CN1873520A - 投影式显示装置 - Google Patents

Abstract

投影式显示装置具备光源(10)。光源(10)包括灯(1)和金属反射器(2)。金属反射器(2)设有在重力方向(DR1)灯(1)的发光点(1A)上部配置的开口部(2A)。通风管(11)一端与开口部(2A)连接，将风扇送来的空气经由开口部(2A)导入金属反射器(2)内。另外，导入金属反射器(2)内的空气在金属反射器(2)内循环，冷却灯(1)的发光点(1A)，然后，经由前面玻璃(3)与金属反射器(2)的凸缘(202)之间的通孔，向金属反射器(2)外部排出。从而，提供防止反射器损坏且灯的冷却效率高的投影式显示装置。

Description

投影式显示装置

技术领域

本发明涉及显示彩色图像的投影式显示装置。

背景技术

以往，在会议、学会及展示会等放映或在家欣赏电影等时使用投影机。这种投影机响应图像信息，调制设在外置壳体内的光源射出的光束，形成光学像，并将该光学像放大投影。而且，近年投影机为了显示鲜明的投影光学像，要求高亮度的光源灯。

作为投影机的光源灯，使用高压水银灯及卤化金属灯等，但这些灯属于消耗品，需要更换。而且，随着灯的使用寿命，用石英玻璃等制成的发光管有可能破裂，其碎片可能飞散在投影机内。另外，伴随光源灯的高亮度化产生大量的热量，因此需要通过将热量向外释放冷却来防止光源灯的破裂。

因此，作为具有光源灯冷却机构的传统光源装置，已知有如下光源装置(专利文献1)。图14是表示传统光源装置的概略图。参照图14，传统光源装置400设有光源401、反射器402、透光性部件403和框体404。

透光性部件403堵住反射器402的光束射出面。框体404容纳光源401、反射器402及透光性部件403。还有，反射器402设有开口部402A，框体404设有开口部404A。

设在框体404的开口部404A设于与反射器402的开口部402A对应的位置。还有，开口部404A与光束射出面侧开口的通风管405连接。

若将光源装置400装在光学设备上，则通风管405在光束射出面侧突出，与风扇410相连接。同时，开口部404A开启，来自风扇410的空气如箭头A所示导入反射器402内。然后，导入反射器402内的空气通过反射器402内，如箭头B所示，从反射器402的开口部402B向外部排出。由此，光源401被冷却。

专利文献1：日本特开2004-258211号公报

发明内容

但是，在专利文献1中公开的传统光源装置中，导入反射器内的空气，通过与灯的发光点相离的光束射出面侧，因此存在灯的冷却效率低的问题。

另外，在传统光源装置中，如果反射器由玻璃制成，则存在一旦灯破裂，就反射器自身也被损坏的问题。

因此，本发明为解决上述问题构思而成，其目的在于提供防止反射器损坏且灯冷却效率高的投影式显示装置。

依据本发明，投影式显示装置中设有光源、投影部件和冷却部件。光源发射白色光。投影部件是通过白色光将图像投影到屏幕上。冷却部件冷却光源。光源包括灯和金属反射器。金属反射器反射由灯出射的白色光，并将由平行光组成的白色光导入投影部件。另外，灯使其发光点位于金属反射器焦点位置。金属反射器具有在与平行光组成的白色光的传播方向相垂直的方向上、与通过焦点位置的直线的交叉部设置的开口部。冷却部件经由开口部冷却灯和/或金属反射器。

最好开口部配置在重力方向的焦点位置上部。冷却部件包括通风管和风扇。通风管的一端与开口部连接。风扇经由通风管及开口部向金属反射器内送风。

最好光源还包括设于平行光组成的白色光的出射面侧的玻璃。并且，玻璃与金属反射器的接触部包括贯穿金属反射器内外的通孔。

最好开口部由第一和第二开口部组成。第一开口部配置在重力方向的焦点位置上部。第二开口部配置在重力方向上以焦点位置为中心，与第一开口部大致对称的位置。冷却部件包括通风管和风扇。通风管的一端与第一开口部连接。风扇包括经由通风管及第一开口部向金属反射器内送风的风扇。

最好光源还包括设于第二开口部外侧，并将来自灯的白色光向金属反射器内反射的反射镜。

最好光源还包括设于由平行光组成的白色光的出射面侧的玻璃。金属反射器还具有设于重力方向上比焦点位置下侧，且玻璃与金属反射器接触部附近的另一开口部。开口部配置在重力方向上焦点位置上部。冷却部件包括通风管和风扇。通风管的一端与开口部连接。风扇经由通风管及开口部向金属反射器内送风。

最好金属反射器在接触部附近设有平行光组成的白色光的传播方向上截面形状大致为直线的部分。另一开口部设于截面形状大致呈直线的部分。

最好金属反射器大致呈抛物面形状。冷却部件包括沿着金属反射器外周面，从抛物面形状的顶点向开口部送风的风扇。

在本发明的投影式显示装置中，光源的灯通过经由设于从与光源出射的白色光，在传播方向垂直的方向通过焦点位置(＝灯的发光点)的直线和金属反射器的交叉部的开口部导入金属反射器内的空气进行冷却。即，通过空气直接冷却灯的发光点。

从而，依据本发明可防止反射器的损坏并有效地冷却灯。

附图说明

图1是本发明实施例1的投影式显示装置的概略图。

图2是详细说明图1所示光源的概略图。

图3是从图2所示方向DR2观看的光源的俯视图。

图4是实施例2的投影式显示装置的概略图。

图5是详细说明图4所示光源的概略图。

图6是实施例3的投影式显示装置的概略图。

图7是详细说明图6所示光源的概略图。

图8是实施例4的投影式显示装置的概略图。

图9是详细说明图8所示光源的概略图。

图10是实施例5的投影式显示装置的概略图。

图11是详细说明图10所示光源的概略图。

图12是实施例6的投影式显示装置的概略图。

图13是详细说明图12所示光源及风扇的概略图。

图14是表示传统光源装置的概略图。

(符号说明)

1灯，1A发光部，2、20、200金属反射器，2A、2B、2C、2D、402A、402B、404A开口部，3前面玻璃，4夹子，5、6、6A、6B、6C、9箭头，7反射镜，7A、201内面，8空气，10、10A、10B、10C、10D、401光源，11、405通风管，12、410风扇，13、14复眼透镜，15偏振光变换元件，16、19B、19G、19R聚焦透镜，17、22二向色镜，18、26、27全反射镜，20B、20G、20R液晶显示元件，21二向色棱镜，23、24透镜，30投影透镜，100、100A、100B、100C、100D、100E投影式显示装置，202凸缘，202A切口部，203部分，204外周面，400光源装置，402反射器，403透光性部件，404框体，2021外周部，2022内周部。

具体实施方式

参照附图详细说明本发明的实施方式。另外，图中相同或相当的部分采用相同符号，且不重复其说明。

实施例1

图1是本发明实施例1的投影式显示装置的概略图。参照图1，本发明实施例1的投影式显示装置100中设有：光源10，通风管11，风扇12，复眼透镜13、14，偏振光变换元件15，聚焦透镜16、19B、19G、19R，二向色镜17、22，全反射镜18、26、27，液晶显示元件20B、20G、20R，二向色棱镜21，透镜23、24，以及投影透镜30。

光源10包括灯1、金属反射器2和前面玻璃3。灯1配置在金属反射器2内。金属反射器2设有开口部2A。前面玻璃3堵住金属反射器2的光出射面侧。

通风管11一端与金属反射器2的开口部2A连接。复眼透镜13、14由凸镜组构成，并构成复眼积分器。并且，复眼透镜13、14与光源10的前面玻璃3相对地配置。偏振光变换元件15设在复眼透镜14与聚焦透镜16之间，聚焦透镜16设在偏振光变换元件15与二向色镜17之间。

二向色镜17设在全反射镜18及二向色镜22和聚焦透镜16之间。全反射镜18设在二向色镜17和聚焦透镜19B之间。

聚焦透镜19B设在全反射镜18和液晶显示元件20B之间。聚焦透镜19G设在液晶显示元件20G和二向色镜22之间。聚焦透镜19R设在液晶显示元件20R和全反射镜27之间。

液晶显示元件20B设在聚焦透镜19B和二向色棱镜21之间。液晶显示元件20G设在聚焦透镜19G和二向色棱镜21之间。液晶显示元件20R设在聚焦透镜19R和二向色棱镜21之间。液晶显示元件20B、20G、20R分别由入射侧偏振光片PI、液晶LC及出射侧偏振光片PO组成。

二向色棱镜21设在液晶显示元件20B、20G、20R和投影透镜30之间。二向色镜22设在聚焦透镜19G及透镜23和二向色镜17之间。透镜23设在二向色镜22和全反射镜26之间。全反射镜26设在透镜23、24之间。透镜24设在全反射镜26、27之间。全反射镜27设在聚焦透镜19R和透镜24之间。投影透镜30与二向色棱镜21的出射面21A相对地配置。

光源10将从灯1出射的白色光变换成由平行光组成的白色光，从前面玻璃3向复眼透镜13出射。通风管11将来自风扇12的空气经由开口部2A导入金属反射器2内。风扇12经由通风管11及开口部2A将空气导入金属反射器2内。

由复眼透镜13、14组成的复眼积分器对从光源10出射的白色光进行光束分割，并收敛该光束分割后的白色光，使之入射偏振光变换元件15。偏振光变换元件15使从复眼透镜14接受的光束分割后的白色光的各偏振光方向一致，然后出射到聚焦透镜16。聚焦透镜16将来自偏振光变换元件15的白色光导入二向色镜17。

二向色镜17使来自聚焦透镜16的白色光中蓝色带光向全反射镜18方向反射，同时使红色带光～绿色带光透过二向色镜22。

全反射镜18将从二向色镜17接受的蓝色带光的光路转变90度，导入聚焦透镜19B。聚焦透镜19B将来自全反射镜18的蓝色带光导入液晶显示元件20B。液晶显示元件20B响应输入信号，对从聚焦透镜19B接受的蓝色带光进行光调制，然后使之入射二向色棱镜21。

二向色镜22使从二向色镜17接受的红色带光～绿色带光中的绿色带光向聚焦透镜19G反射，同时使红色带光透过透镜23。

聚焦透镜19G将从二向色镜22接受的绿色带光导入液晶显示元件20G，液晶显示元件20G响应输入信号，对从聚焦透镜19G接受的绿色带光进行光调制，然后使之入射二向色棱镜21。

透镜23将来自二向色镜22的红色带光导入全反射镜26，全反射镜26将红色带光的光路转变90度，将红色带光导入透镜24。透镜24将来自全反射镜26的红色带光导入全反射镜27，全反射镜27将红色带光导入聚焦透镜19R。

聚焦透镜19R将来自全反射镜27的红色带光导入液晶显示元件20R，液晶显示元件20R响应输入信号，对来自聚焦透镜19R的红色带光进行光调制，然后使之入射二向色棱镜21。

二向色棱镜21将分别从液晶显示元件20B、20R接受的蓝色带光及红色带光的光路转变90度的同时，使从液晶显示元件20G接受的绿色带光原样透过，并使蓝色带光、绿色带光及红色带光射入投影透镜30。投影透镜30将从二向色棱镜21接受的蓝色带光、绿色带光及红色带光放大投影，使之成像于屏幕(未图示)上。

图2是详细说明图1所示光源10的概略图。参照图2，灯1固定在金属反射器2内，使其发光点1A与金属反射器2的焦点位置FP一致。焦点位置FP设在例如从金属反射器2的顶点2T相距6mm的位置。

金属反射器2在重力方向DR1上具有截面大致呈抛物线的形状。还有，金属反射器2在整体上大致呈抛物面形状。另外，金属反射器2设有由铝(Al)构成的内面201，使来自灯1的白色光经内面201反射后使由平行光组成的白色光，经由前面玻璃3出射。

金属反射器2的开口部2A例如具有3mmφ的直径，设在重力方向DR1上焦点位置FP上部。而且，开口部2A及焦点位置FP位于重力方向DR1延伸的线AX上。另外，金属反射器2设有凸缘202。还有，前面玻璃3由夹子4固定于凸缘202。

图3是从图2所示方向DR2观看的光源10的俯视图。图3中省略灯1。参照图3，凸缘202由外周部2021和内周部2022组成。外周部2021比内周部2022向纸面前面突出。还有，内周部2022具有切口部202A。前面玻璃3的直径比凸缘202的内周部2022的外径还小，且设在内周部2022上。其结果，切口部202A的一部分未被前面玻璃3所覆盖，构成贯穿金属反射器2的内部和外部的通孔。

接着参照图2，若灯1点亮，则灯1的发光点1A的上部TP平均升温到850℃(800℃～900℃范围)，发光点1A的下部BP约升温到700℃。如此，发光点1A的上部TP的温度比下部BP高。

风扇12经由通风管11及开口部2A将空气导入金属反射器2内。即，风扇12将空气从灯1的发光点1A中温度高的上部TP侧导入金属反射器2内。而且，导入金属反射器2内的空气，在金属反射器2内循环，冷却灯1的发光点1A及金属反射器2的内面201，之后，如箭头5所示，经由构成通孔的切口部202A(参照图3)，排出金属反射器2外部。

这样，在实施例1中，通过经由设在灯1的发光点1A上部的开口部2A导入金属反射器2内的空气，从高温部(上部TP)开始冷却发光点1A，且用于冷却的空气从前面玻璃3侧排出金属反射器2外部。另外，容纳灯1的金属反射器2由金属构成。

因此，能够防止反射镜的损坏并有效冷却灯1。

实施例2

图4是实施例2的投影式显示装置的概略图。参照图4，实施例2的投影式显示装置100A用光源10A取代图1所示投影式显示装置100的光源10，其他与投影式显示装置100相同。

光源10A中用金属反射器20取代了图1所示光源10的金属反射器2，其他与光源10相同。金属反射器20在图1所示的金属反射器2上追加了开口部2B，其他与金属反射器2相同。

图5是详细说明图4所示光源10A的概略图。参照图5，开口部2B设在重力方向DR1上以焦点位置FP为中心与开口部2A呈对称的位置。而且，开口部2B例如具有3mmφ的直径。

通过设置开口部2B，由风扇12导入金属反射器20内的空气，按灯1的发光点1A的上部TP到下部BP顺序进行冷却，再由开口部2B排出金属反射器20外。即，导入金属反射器20内的空气，如箭头6所示，冷却发光部1A后排出金属反射器20外。

其结果，从灯1的发光点1A吸热的空气，几乎不留在金属反射器20内就排出金属反射器20外。因而，可更有效地冷却灯1，同时防止金属反射器20的升温。

其他与实施例1相同。

实施例3

图6是实施例3的投影式显示装置的概略图。参照图6，实施例3的投影式显示装置100B，用光源10B取代了图4所示投影式显示装置100A的光源10A，其他与投影式显示装置100A相同。

光源10B在图4所示的光源10A上追加了反射镜7，其他的与光源10A相同。

图7是详细说明图6所示光源10B的概略图。参照图7，反射镜7配置成与金属反射器20的开口部2B相对。这时，反射镜7和金属反射器20的间隔范围为1～2mm。且，反射镜7设有由铝构成的内面7A，通过内面7A将来自灯1的发光部1A的白色光反射到金属反射器20内。

通过风扇12导入金属反射器20内的空气，将灯1的发光部1A按上部TP及下部BP的顺序冷却后，如箭头6所示，经由开口部2B排出金属反射器20外部。

这样，在实施例3中，利用以金属反射器20的焦点位置FP为中心大致对称设置的开口部2A、2B，有效冷却灯1的发光点1A，同时用反射镜7将不能用金属反射器20反射的白色光反射到金属反射器20内。

因而，不会降低投影到屏幕上的图像亮度，而可有效冷却灯1。

其他与实施例1、2相同。

实施例4

图8是实施例4的投影式显示装置的概略图。实施例4的投影式显示装置100C用光源10C取代了图1投影式显示装置100的光源10，其他的与投影式显示装置100相同。

光源10C中用金属反射器200取代了图1所示光源10的金属反射器2，其他与光源10相同。金属反射器200在图1所示金属反射器2上追加了开口部2C，其他与金属反射器2相同。

图9是详细说明图8所示光源10C的概略图。参照图9，开口部2C设在重力方向DR1上以焦点位置FP为中心与开口部2A大致呈对称的位置。还有，开口部2C由缝细构成，将从风扇12经由通风管11及开口部2A送来的空气，如箭头6B所示，排出金属反射器200外部，同时将从灯1的发光部1A出射的白色光向金属反射器200内反射。此时，开口部2C经反射生成由平行光组成的白色光。

这样在实施例4中，利用以金属反射器200的焦点位置FP为中心大致呈对称地设置的开口部2A、2C，有效冷却灯1的发光点1A，同时通过金属反射器200(含开口部2C)反射由灯1出射的白色光，生成由平行光组成的白色光。

从而，不会降低投影到屏幕上的图像亮度，而可有效冷却灯1。

其他的与实施例1相同。

实施例5

图10是实施例5的投影式显示装置概略图。参照图10，实施例5的投影式显示装置100D用光源10D取代图1所示投影式显示装置100的光源10，其他与投影式显示装置100相同。

光源10D中用金属反射器210取代图1所示光源10的金属反射器2，其他与光源10相同。金属反射器210在图1所示金属反射器2上追加了开口部2D，其他与金属反射器2相同。

图11是详细说明图10所示光源10D的概略图。参照图11，金属反射器210在从光源10D出射的白色光的传播方向DR3上具有截面形状大致为直线的部分203。该部分203是几乎不反射从灯1出射的白色光的部分。

开口部2D设在重力方向上比金属反射器210的焦点位置FP下侧的，前面玻璃31和金属反射器210的凸缘202的接触部31的附近。即，开口部2D设在重力方向上比金属反射器210的焦点位置FP下侧的，截面形状大致为直线的部分203上。且，开口部2D具有例如3mmφ的直径。

经通风管11导入金属反射器210内的空气，将灯1的发光点1A按上侧TP及下侧BP的顺序冷却后，如箭头6C所示，从开口部2D排出金属反射器210外部。

这样在实施例5中，通过经由设在灯1的发光点1A上部的开口部2A导入金属反射器210内的空气，从发光点1A的高温部(上部TP)开始冷却，冷却用的空气经由设在几乎不对反射从灯1出射的白色光有贡献的部分203的开口部2D，排出金属反射器210外部。

从而，保持投影到屏幕上的图像的亮度，有效冷却灯1。

其他的与实施例1相同。

实施例6

图12是实施例6的投影式显示装置概略图。参照图12，实施例6的投影式显示装置100E，去除了图1所示投影式显示装置100的通风管11，将风扇12移到光源10的后方(相对从光源10出射的白色光的传播方向的后方)，其他与投影式显示装置100相同。

图13是详细说明图12所示光源10及风扇12的概略图。参照图13，风扇12设在金属反射器2的顶点2T的后方(相对白色光DR3的传播方向的后方)。另外，风扇12沿着金属反射器2的外周面204，将空气送到开口部2A。

若灯1点亮，则发光点1A的上部TP如上所示升温到800℃～900℃，所以发光点1A附近的空气受热，容易从金属反射器2的内部向外流出。特别是开口部2A设在发光点1A的上部，由发光点1A升温的空气，经由开口部2A容易流到金属反射器2外部。还有，流到金属反射器2外部的空气，通过来自风扇12的空气8，如箭头9所示流动。

结果，由发光点1A升温的空气，未在金属反射器2内滞留，抑制灯1及金属反射器2升温。

从而，有效冷却灯1。

其他与实施例1相同。

还有，本发明中，复眼透镜13、14，偏振光变换元件15，聚焦透镜16、19B、19G、19R，二向色镜17、22，全反射镜18、26、27，液晶显示元件20B、20G、20R，二向色棱镜21，透镜23、24，以及投影透镜30，构成通过光源10、10A、20B、10C、10D出射的白色光，将图像投影到屏幕上的“投影部件”。

在上述说明中，开口部2A设在重力方向DR1上金属反射器2、20、200、210的焦点位置FP上部，但本发明不局限于此，开口部2A可设在与从光源10、10A、10B、10C、10D出射的白色光的传播方向相垂直方向上的经过焦点位置FP的直线与金属反射器2、20、200、210的交叉部。

而且，最好开口部2A设在重力方向DR1上，与焦点位置FP相同高度的交叉部或比焦点位置FP高的交叉部。

本次公开的实施例中，所有内容均属例示，不应视作本发明的限定。本发明的范围不由上述实施例的说明表示，而由权利要求的范围来加以表示，与权利要求的范围相当以及在该范围内的所有变更均为本发明的范围所涵盖。

本发明适用于防止反射器损坏的同时，灯的冷却效率高的投影式显示装置。

Claims (8)

1.一种投影式显示装置，其中设有：

发射白色光的光源；

通过所述白色光将图像投影到屏幕上的投影部件；以及

冷却所述光源的冷却部件，

所述光源包括灯和反射所述灯出射的白色光，并将由平行光组成的白色光导入所述投影部件的金属反射器，

所述灯使其发光点位于所述金属反射器的焦点位置，

所述金属反射器具有在与所述平行光构成的白色光的传播方向垂直的方向上、与通过所述焦点位置的直线的交叉部设置的开口部，

所述冷却部件经由所述开口部冷却所述灯和/或所述金属反射器。

2.如权利要求1所述的投影式显示装置，其特征在于：

所述开口部配置在重力方向的所述焦点位置上部，

所述冷却部件包括其一端与所述开口部连接的通风管，以及经由所述通风管及所述开口部向所述金属反射器内送风的风扇。

3.如权利要求2所述的投影式显示装置，其特征在于：

所述光源还包括设于所述平行光组成的白色光的出射面侧的玻璃，

所述玻璃与所述金属反射器的接触部包括贯穿所述金属反射器内外的通孔。

4.如权利要求1所述的投影式显示装置，其特征在于：

所述开口部由在重力方向所述焦点位置上部配置的第一开口部，以及在所述重力方向上以所述焦点位置为中心与所述第一开口部大致对称的位置设置的第二开口部组成，

所述冷却部件包括其一端与所述第一开口部连接的通风管，以及经由所述通风管及所述第一开口部向所述金属反射器内送风的风扇。

5.如权利要求4所述的投影式显示装置，其特征在于：所述光源还包括设于所述第二开口部外侧，并将来自所述灯的白色光向所述金属反射器内反射的反射镜。

6.如权利要求1所述的投影式显示装置，其特征在于：

所述光源还包括设于所述平行光组成的白色光的出射面侧的玻璃，

所述金属反射器还具有设于重力方向上比所述焦点位置下侧，且所述玻璃与所述金属反射器的接触部附近的另一开口部，

所述开口部配置在所述重力方向所述焦点位置上部，

所述冷却部件包括其一端与所述开口部连接的通风管，以及经由所述通风管及所述开口部向所述金属反射器内送风的风扇。

7.如权利要求6所述的投影式显示装置，其特征在于：

所述金属反射器在所述接触部附近设有所述平行光组成的白色光的传播方向上截面形状大致呈直线的部分，

所述另一开口部设于所述截面形状大致呈直线的部分。

8.如权利要求1所述的投影式显示装置，其特征在于：

所述金属反射器大致呈抛物面形状，

所述冷却部件包括沿着所述金属反射器外周面，从所述抛物面形状的顶点侧向所述开口部送风的风扇。

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