CN203250103U - 投影装置 - Google Patents

Abstract

一种投影装置，具有：光源；光学单元，该光学单元被设置在来自所述光源的光的光路上；驱动电路，该驱动电路驱动所述光源和所述光学单元，所述投影装置的特征在于，所述投影装置具有使冷却风在所述光源和所述驱动电路之间绕过的管路。

Description

投影装置

技术领域

本实用新型涉及投影装置。尤其涉及电源部和灯冷却。

背景技术

投影装置作为投射视频画面或利用计算机作成的文章、图像的装置使用。投影装置一般具有：用于生成投影图像的光学单元；向光学单元提供光的灯；灯的驱动电路即用于向镇流器、各构成部件供电的电源。这些构成部件被收纳在一个框体中。另外，在光学单元中安装有对自光学单元输出的图像进行放大并向屏幕等投射的投射透镜。

投影装置根据市场的要求，谋求高亮度、低噪音化。这是为了实现如下要求：在明亮的室内也要投影清晰的画面，还要防止因来自框体主体的噪音而妨碍画面投影中的观众集中精力。使画面高亮度化的最简单的方法是使向投影装置的光源所使用的灯的输入增加，但伴随输入的增加，使得灯自身的发热量增加，因光学单元中的光的吸收而导致光学部件的温度上升，从而需要提高灯或光学单元内的部件的冷却效率。尤其是，若灯的冷却效率低而使得灯的温度极端上升，则导致灯的寿命变短，根据不同情况，有时持续使用变得困难，因此，为了提高产品的可靠性，必须进行适当的冷却。

另外，为实现低噪音化，需要采取如下对策：使投影装置的主要声源即冷却风扇的设置位置远离框体周围的进气排气口、降低排气口的开口率等这样的减少声音向装置外部泄漏的泄漏量，降低冷却风扇的转速来减小产生的噪音，或使用更低噪音的冷却风扇。

为应对这些要求，提出了各种技术。例如，在专利文献1记载的技术中，对于以往如电源用和灯用那样个别地设置的冷却风扇来说，在电源和灯之间设置冷却风扇，使该冷却风扇的进气方向朝向电源侧，使排气方向朝向灯侧，从而使冷却电源后的冷却风用于冷却灯，通过减少声源即风扇的个数来实现低噪音化。在专利文献2记载的技术中，冷却灯后的空气和冷却电源后的空气汇合，以往个别地设置风扇并排气的结构采用使用一个风扇进行排气这种形态，从而减少了声源即冷却风扇的个数。另外，在专利文献3中记载了与冷却旋转机构相关的技术，该冷却旋转机构仅向因自然对流而聚集热量的灯上部积极地引导冷却风，从而能够谋求提高灯冷却效率。

专利文献1：日本特开2008-065324号公报

专利文献2：日本特开2011-145332号公报

专利文献3：日本特开2011-123095号公报

但是，上述背景技术专门针对低噪音化或提高冷却效率中的某一个，不能同时实现高亮度化和低噪音化。例如，在提高了冷却效率的机构中，为实现高亮度化，必须增加冷却所需的风量，但对于提高了的冷却效率来说，在发热量的上升比例更大的情况下，必须增加冷却风量自身，因此不能避免噪音恶化。

另外，近年来，作为特别期望的市场要求，可以列举提高防尘性能。因尘埃附着在光学单元内的光学部件或灯的反射镜部，导致从灯出射的光或透过光学部件的光的能量降低、投射的画面变暗。灯或光学单元与防尘滤光片不同，不能进行定期的清扫，因此为了维持投影仪的亮度，需要采用尽可能地防止尘埃被导向灯或光学单元的构造。

实用新型内容

本实用新型要解决的课题是实现如下投影装置：使声源即冷却用的风扇移动到外壳内部并减小投影装置框体侧面的进气排气口的开口面积，从而在降低噪音的同时，不使当前使用的灯冷却用的风扇以高转速旋转就能够增加冷却风量。另外，可以减少尘埃向灯的侵入量、防止投射画面的亮度降低。

为解决上述课题，例如采用权利要求书中记载的结构。

本申请包括多个解决上述课题的方案，若列举其一例进行说明，则如下所述。

一种投影装置，具有：光源；光学单元，该光学单元被设置在来自所述光源的光的光路上；驱动电路，该驱动电路驱动所述光源和所述光学单元，所述投影装置的特征在于，所述投影装置具有使冷却风在所述光源和所述驱动电路之间绕过的管路。

另外，其特征在于，所述投影装置具有为了使所述光源、所述光学单元和所述驱动电路的热量散失而向所述光源和所述驱动电路吹送冷却风的风扇。

另外，其特征在于，所述光源和所述驱动电路相对于冷却所述驱动电路的所述风扇的旋转轴方向并未配置在一条直线上。

另外，其特征在于，所述光源和所述驱动电路相对于所述驱动电路的长度方向并未配置在一条直线上。

另外，其特征在于，在绕过所述光源和所述驱动电路的所述管路的所述驱动电路侧配置有鼓风机。

另外，其特征在于，所述鼓风机在所述驱动电路侧的背面侧具有进气口。

另外，其特征在于，所述管路具有分成两个分支的分支构造，仅所述分支构造的一个分支向所述光源吹送冷却风。

实用新型的效果

根据本实用新型，通过使冷却了电源和镇流器之后的冷却风与冷却灯外侧的冷却风混合，使冷却灯外侧的风量增加，并且能够将流速快的气流直接引导至灯附近，因此冷却效率提高。另外，由于灯冷却效率提高，所以能够防止因灯的热而导致的劣化，能够实现长寿命，并有助于提高产品的可靠性。通过使冷却效率提高，除了能够谋求风扇的低转速化之外，还能够减小框体侧面开口面积，因此能够获得隔音效果，能够降低噪音。而且，由于灯冷却效率提高，所以能够实现灯的高亮度化，能够使投射画面的亮度提高。另外，在采用了尘埃分支管路构造的情况下，能够防止尘埃附着在灯上，从而能够防止长时间使用后的亮度降低。

附图说明

图1是从上方观察本实用新型实施例1的投影装置的投射光学系统的示意性的俯视结构图。

图2是比较例的投影装置的立体图。

图3是本实用新型实施例1的投影装置的立体图。

图4是本实用新型实施例1的投影装置的灯室附近的立体图。

图5是本实用新型实施例2的投影装置的电源部附近的立体图。

图6是本实用新型实施例3的投影装置的立体图。

图7是本实用新型实施例3的尘埃分离构造例的立体图。

图8是采用本实用新型实施例3的尘埃分离构造时的尘埃分离试验的结果的图。

附图标记说明

1：投影装置，2：电源单元，2a：电源基板，2b：镇流器基板，2c：电源罩，3：光源单元，3a：灯1，3b：灯2，3c：灯室，4：光学单元，5：散热器，6：热传递冷却机构，7：热传递设备，11：散热器冷却风扇，12：电源冷却进气风扇，13；灯1内侧冷却风扇，14：灯2内侧冷却风扇，15：灯1外侧冷却风扇，16：灯2外侧冷却风扇，17：电源冷却排气风扇，18：旁通鼓风机，21：旁通管路，22：分支部，51：合成镜，52：聚光透镜，53：色轮，54：集成器，55：反射镜，56：DMD，57：投射透镜，61：散热器部冷却风进气口，62：电源单元冷却风进气口，63：光源单元冷却风排气口，64：电源单元冷却风排气口，65：电源单元侧面追加进气口，100：尘埃

具体实施方式

以下，使用附图说明实施方式。此外，标注了与已说明的附图标记相同的附图标记的结构具有相同的功能，因此有时省略它们的说明。〔实施例1〕

图1是从上方观察本实用新型实施例1的投影装置的投射光学系统的示意性的俯视结构图。首先，使用图1，对从搭载在实施例1的投影装置上的光源即灯到投射透镜之间的投射光学系统的概要结构进行说明。

在图1中，记载了DLP单板式的、光源2灯合成式的投影装置。作为图像显示的方式，除此之外还存在DLP多板式、光源1灯式、3LCD方式等各种方法，但在此省略说明。此外，本实用新型是能够适用于任意的图像显示方式的技术。

如图1所示，投影装置大致由以下部件构成：光源单元3（图1中的单点划线包围的部分）；光学单元4（图1中的虚线包围的部分），该光学单元谋求来自光源单元3的光的照度分布的一致化，并且对颜色进行分离合成而形成图像；投射透镜57，该投射透镜对由光学单元4形成的图像进行放大投影。

在投影装置中，作为光源即灯，主要使用超高压水银灯、LED灯、氙气灯、卤素灯等。

搭载在光源单元3内的灯3a、3b从设置在灯室3c侧面的开口被灯外侧冷却风扇15、16强制空冷。

更详细地说明本实施方式的光学单元3的结构。从灯3a、3b这两个灯发出的光被合成镜51合成之后，被聚光透镜52聚光，并向色轮53入射。

所述色轮53以某一定的转速旋转，连续地切换配置在色轮53上的红、蓝、绿的滤光片，由此得到红、蓝、绿的光。

被色轮53分光而得到的光通过集成器54、反射镜55照射到DMD56上。DMD56使配置在表面上的微小的镜子驱动，与以数字方式被输入DMD56的图像相匹配地使光向投射透镜57或未图示的吸收板反射。被DMD56反射的光通过投射透镜57显示在未图示的屏幕上。

DMD56在对入射的光进行反射时吸收不能反射的光而发热。DMD56是半导体部件，耐高温性差，所以在外部具有热传递冷却机构6和热传递设备7，利用热传递冷却机构6和热传递设备7进行热传递。热传递冷却机构6、热传递设备7也可以具有散热件或散热片等。通过热传递冷却机构6和热传递设备7传递到了散热器5的热量被散热器冷却风扇11强制空冷。

接着，使用图2说明将上述投射光学系统搭载在框体上的比较例的投影装置。在此，灯室3c、电源罩2c的上部为便于说明而没有图示。

如图2所示，基于投射光学系统的俯视结构图即图1的配置，来配置投射光学系统。在图2所示的投影装置1中，接收来自配置在图2中右侧侧面的跟前侧面上的镇流器2b的电力供给，并从配置在图2中左侧跟前面上的灯3a、3b这两个灯射出光，光向与灯3a、3b邻接的光学单元4入射。入射到了光学单元4的光如此前通过图1已说明的那样，最终被投射透镜57放大，并被投影到未图示的屏幕上。

在投影装置1中，灯室3c内部成为非常高的温度。因此，通常使用通过冷却风扇对灯室3c进行空冷的方法。作为该冷却构造，如图2所示，具有：冷却灯3a、3b内侧的风扇；冷却灯3a、3b外侧的风扇。图2中的右侧的灯3a在进行内侧的冷却时使用灯1内侧冷却风扇13，在进行外侧的冷却时使用灯1外侧冷却风扇15。图2中的左侧的灯3b在进行内侧的冷却时使用灯2内侧冷却风扇14，在进行外侧的冷却时使用灯2外侧冷却风扇16。此时，灯1内侧冷却风扇13和灯2内侧冷却风扇14被设置在吹入冷却风的方向上，灯1外侧冷却风扇15、灯2外侧冷却风扇16被设置在抽吸冷却风的方向上。该设置方法是任意的。例如，灯1内侧冷却风扇13设置在抽吸冷却风的方向上、灯2内侧冷却风扇14设置在吹入冷却风的方向上，像这样采用相互不同的配置也没有问题。

另外，在电源单元2中，关于设置在电源罩2c内的电源塞板2a和镇流器基板2b，通过图2所示的2个冷却风扇12、17将冷却风导入电源罩2c内，进行冷却。在此，在图2中记载为电源基板2a被设置里侧而镇流器基板2b被设置跟前侧，但电源基板2a和镇流器基板2b在电源罩2c内的设置方法不限于此。根据不同情况，采用堆叠电源基板2a和镇流器基板2b的设置方法也没有问题。

此时，电源单元2的冷却风和光源单元3的冷却风从各自的进气口被吸入，并从各自的排气口被排出。具体来说，冷却电源单元2的冷却风从设置在图2中右侧里面的电源单元冷却风进气口62通过电源冷却进气风扇12被供给到电源单元2内，在电源基板2a、镇流器基板2b上通过之后，通过电源冷却排气风扇17，从电源冷却单元排气口64被排出。另一方面，冷却光源单元3的冷却风从散热器部冷却风进气口61通过散热器冷却风扇11被吸入。被吸入到了投影装置1内的冷却风此后通过灯1内侧冷却风扇13、灯1外侧冷却风扇15对图2中右侧记载的灯3a进行冷却。另外，关于图2中左侧记载的灯3b，通过灯2内侧冷却风扇14、灯2外侧冷却风扇16被冷却。冷却了灯3a、灯3b之后的冷却风从光源单元冷却风排气口63被排出。如到此为止所记载的那样，冷却了电源单元2之后的冷却风和冷却了光源单元3之后的冷却风不汇合，而分别进行进气排气。

在图2所示的投影装置1中，在谋求投射画面的进一步高亮度化的情况下，必须增加冷却风量，因此需要使设置在投影装置1内的冷却风扇的转速上升。若使冷却风扇的转速上升，则噪音增大，因此同时实现高亮度化和低噪音化变得困难。

于是，回顾比较例的构造，使用图3说明投影装置1中的本实用新型的实施例1的构造。

图3表示实施例1的投影装置1的立体图。在此，灯室3c、电源罩2c的上部为便于说明而没有图示。

在本实施例1中，其特征是具有连接电源罩2c和灯室3c的旁通管路21。在图3中，旁通管路21被设置在电源罩2c和灯室3c的上部，但不限于此。例如，旁通管路也可以在灯室3c和电源罩2c的下部被连接。另外，在电源罩2c侧面上，具有通过旁通管路21送入冷却风的旁通鼓风机18。将冷却了电源单元2之后的冷却风通过旁通管路21导向光源单元3，由此，与通过灯1外侧冷却风扇被吸入的冷却风混合，使得流入灯室3c内的冷却风风量增加。由于冷却风风量增加，所以冷却效率上升。另外，不需要此前的对冷却了电源单元2之后的冷却风进行排气的电源单元冷却风排气口64（如图2所示），因此能够减少投影装置1的侧面开口，能够减轻噪音。

旁通鼓风机18既可以如图3所示相对于电源基板2a、镇流器基板2b垂直地设置，也可以考虑平行或倾斜地设置等各种设置方法。

另外，在设置旁通鼓风机18时，也可以采用在电源罩2c上设置隔板或导向件这样的结构。

电源单元2的发热量是光源单元3的发热量的五分之一左右。另外，电源单元的表面积比光源单元3大，而且发热产生在局部。因此，电源冷却后的冷却风温度为外部气温+5℃～10℃左右，与光源单元3冷却后的冷却风温度超过100℃这种情况相比，可以说是充分低的温度。因此，几乎不存在因使用电源冷却后的冷却风而导致温度上升的问题。

如图3所示，其配置结构为：光源（灯3a、3b）和驱动电路（电源单元2）相对于冷却驱动电路的风扇（冷却风扇12）的旋转轴方向并未配置在一条直线上。另外，其配置结构为：光源（灯3a、3b）和驱动电路（电源单元2）相对于驱动电路的长度方向并未配置在一条直线上。

图4表示本实施例1的投影装置的灯室附近的立体图。通过旁通鼓风机18被送入灯室3c的冷却风直接向灯3a的附近排出。通过使旁通鼓风机18的排出口朝向需要冷却的位置，能够直接吹送冷却风，因此与以往仅通过灯外侧冷却风扇的吸入冷却风进行冷却时相比，能够提高冷却效率。另外，为了能够同时冷却灯3a和灯3b，旁通管路21也可以采用具有多个排出口的结构。另外，也可以采用仅冷却灯3b的结构。

【实施例2】

图5是本实用新型的实施例2的投影装置的电源单元附近的立体图。

在实施例1中，电源单元2冷却后的冷却风温度可以说相对于光源单元3冷却后的冷却风温度来说是充分低的温度，当然，冷却风温度越低，冷却效率越上升。因此，在实施例2中，利用旁通鼓风机18能够相对于风扇的旋转轴方向从两面进气这种情况，从旁通鼓风机18的进气口的一侧的面吸入冷却了电源单元2之后的冷却风，从另一侧的面通过电源单元侧面追加进气口65吸入冷的外部空气，并送入旁通管路21，通过采用这样的结构，能够使冷却风温度降低。由于向灯室3c送入的冷却风温度降低，所以能够期待进一步提高冷却效率。

【实施例3】

图6是本实用新型的实施例3的投影装置的立体图。

在实施例1或实施例2中，提出了将冷却了电源单元2之后的冷却风导向光源单元3的旁通管路构造21。但是，在实施例1或2的结构中，尤其在外部空气含有大量尘埃这种环境下使用的情况下，有可能导致混杂在从电源单元冷却风进气口62吸入的冷却风中的尘埃直接被引导至光源单元3，因此可能导致尘埃附着于光源单元3、灯3a、3b而导致亮度降低。于是，在实施例3中，在旁通管路21中设置有分离尘埃的分支部22，尘埃含有率高的气流从分支部22被分支而不流向光源单元3。而且，仅尘埃含有率低的气流通过旁通管路21流向光源单元3并被用于冷却。分支部22既也可以直接连接到投影装置1的外部，也可以采用使气流在光源单元冷却风排气口63的跟前喷出这样的形状。

当然，为能够应对外部空气含有更多尘埃这种环境，也可以对于在各冷却风进气口设有防尘滤光片的投影装置，组合本实施例3的结构。

图7表示本实施例3的尘埃分离构造的一例的立体图。

通过旁通鼓风机18被吸入的尘埃100因旁通鼓风机18的旋转离心力而偏向旁通鼓风机18的排出口的图7中右侧。偏向右侧的尘埃100流向设置在旁通管路21的图中右侧的分支部22侧而被排出。另一方面，尘埃含量少的气流从旁通鼓风机18的图中左侧被排出。通过如上所述构成，利用旁通鼓风机18所形成的旋转离心力使尘埃100离心分离，能够实现能够进行尘埃分离的旁通管路21和分支部22。

图8表示采用尘埃分离构造时的尘埃分离试验的结果的图。图8左侧是没有分支的构造的例子。图8右侧是采用了分成两个分支的分支构造的例子。在尘埃分离试验中，对如下两种情况进行比较，即：不在图7所示的结构自身，而在图7的旁通鼓风机18上连接长度为一定程度的管路，从该管路入口到出口没有分支的情况；在该管路出口附近，在旁通鼓风机18的离心风扇的外周侧具有分成两个分支的分支构造的情况。而且，在该管路出口附近设置纱布，使尘埃多的气体流过并观察纱布的脏污程度。根据图8可知，在图8右侧所示的采用分成两个分支的分支构造的例子中，虽然是定性的，但能够确认尘埃100因旁通鼓风机18的旋转离心力而偏向外周侧。因此，旁通管路21的分支部22的分支截面73必须设置在旁通鼓风机18的进气侧截面71的外周侧72。旁通鼓风机18的进气侧截面71是指图6中的镇流器基板2b侧的进气口。若使用作为旁通鼓风机18而被使用的离心风扇，则通过离心风扇的离心力将尘埃分离到外周侧。但是，在与离心风扇连接并进行送风的管路（不具有分支构造）具有一定程度的长度或具有弯曲构造时，尘埃在管路内扩散，成为图8左侧那样的结果。另一方面，若在与离心风扇连接的管路中具有分支构造，则尘埃不在管路内扩散，尘埃被分离到离心风扇的外周侧，成为图8右侧那样的结果。即，通过旁通管路21的分支构造和旁通鼓风机18（离心风扇）的使用，能够分离尘埃，即使在外部空气中含有更多尘埃的环境下，也能够降低尘埃对光学系统或其他机构部分带来的影响。

在上述本实用新型的实施例的构造中，旁通管路21采用了冷却风在电源单元2和光源单元3之间绕过的结构，但也可以考虑例如使冷却风在电源单元2和光学单元4之间绕过的结构这样的各种结构。

如上所述，在本说明书中，例如将解决以下问题作为课题进行了记载。即，期望投影装置的高亮度化和低噪音化，但为实现高亮度化，必须提高灯的发热量，因此需要增加冷却风量。为了增加冷却风量，必须提高声源即风扇的转速，因此导致噪音恶化。相反地，为降低噪音，需要采取降低风扇的转速或减少风扇、减少进气排气口的开口这样的对策，但因冷却效率降低而不能实现高亮度。像这样，存在同时实现高亮度化和低噪音化变得困难等情况。

而且，作为其解决方案的例子，投影装置构成为，灯、收纳灯的灯室、以及收纳电源和镇流器的电源罩相对于电源冷却用的风扇的冷却风吹出口方向或电源冷却风进气口的开口面并未成为在一条直线上的配置结构，并具有使冷却风在灯室和电源罩之间绕过的管路，由此，通过使冷却了电源和镇流器之后的冷却风与冷却灯外侧的冷却风混合，使冷却灯外侧的风量增加，并且能够将流速快的气流直接引导至灯附近，因此能够提高冷却效率。由于灯冷却效率提高，所以能够防止因灯的热而导致的劣化，能够实现长寿命。通过使冷却效率提高，除了能够谋求风扇的低转速化之外，还能够减小框体侧面的开口面积，因此能够获得隔音效果，从而能够降低噪音。而且，由于灯冷却效率提高，所以能够实现灯的高亮度化，并能够使投射画面的亮度提高等。

此外，本实用新型不限于上述实施例，还包括各种变形例。例如，上述实施例是为了容易理解本实用新型而进行的详细说明，但不一定必须限定于具有上述已说明的全部结构。另外，能够将某实施例的结构的一部分替换成其他实施例的结构，而且，还能够在某实施例的结构上加入其他实施例的结构。另外，关于各实施例的结构的一部分，能够进行其他结构的追加、删除、替换。

Claims (7)

1.一种投影装置，具有：光源；光学单元，该光学单元被设置在来自所述光源的光的光路上；驱动电路，该驱动电路驱动所述光源和所述光学单元，所述投影装置的特征在于，

所述投影装置具有使冷却风在所述光源和所述驱动电路之间绕过的管路。

2.如权利要求1所述的投影装置，其特征在于，

所述投影装置具有为了使所述光源、所述光学单元和所述驱动电路的热量散失而向所述光源和所述驱动电路吹送冷却风的风扇。

3.如权利要求2所述的投影装置，其特征在于，

所述光源和所述驱动电路相对于冷却所述驱动电路的所述风扇的旋转轴方向并未配置在一条直线上。

4.如权利要求1所述的投影装置，其特征在于，

所述光源和所述驱动电路相对于所述驱动电路的长度方向并未配置在一条直线上。

5.如权利要求1所述的投影装置，其特征在于，

在绕过所述光源和所述驱动电路的所述管路的所述驱动电路侧配置有鼓风机。

6.如权利要求5所述的投影装置，其特征在于，

所述鼓风机在所述驱动电路侧的背面侧具有进气口。

7.如权利要求1所述的投影装置，其特征在于，

所述管路具有分成两个分支的分支构造，仅所述分支构造的一个分支向所述光源吹送冷却风。

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