专利名称：投影设备和投影设备的冷却方法
技术领域：
本发明涉及利用灯室中光源的光投影图象的投影设备的改进。
在投影设备中，有一种称之为背面投影型，从屏幕的背面投影图象。在下文中，这种背面投影型投影设备简称为“投影设备”。就与电视装置的小深度比较而言，该投影设备优于采用阴极射线管的电视装置，而且从整体来看该设备与采用阴极射线管的电视装置相比，可以实现更大幅度的尺寸降低，即使形成大的显示区域也是如此。
图1表示一种相关的投影设备的结构实例透视图。投影设备1100具有投射图象的屏幕1061，反射该图象的反射镜1062，以及光学单元1104。该光学单元1104具有用作光源的灯的灯室部分(未显示)，风扇和其控制部分。
光学单元1104设有液晶部分和用于例如红、绿、蓝三色(RGB)部分的投影透镜。灯室部分设有向光学单元1104发光的光源。风扇是设置在投影设备1100内部用来使通道内空气循环，将内部热量向外排出的装置。一个给定的排气口设置在该投影设备1100的背面上，通道内的热量借助于风扇而从排气口向外排出。
上述结构的投影设备1100，使透过液晶部分的光源输出光形成图象，且通过光学单元1104的投影透镜放大图象，通过反射镜反射所投影的图象，并将所投影的图象投射在屏幕上。光源产生热量，投影设备1100利用风扇而将内部的热量从排气口向外排出。
在相关的投影设备1100中，由于在安装投影设备的地方只有一个排气口，当投影设备以具有空隙的表面与墙壁等接触这样一种受阻碍的状态来使用时，由于内部热量无法向外排出，内部温度将升高。当该投影设备以上述状态使用时，由于内部的温度升高会出现故障。
本发明的一个目的是提供一种能够有效地向外排出内部热量并将内部温度保持在一个适当温度的投影设备，以解决上述问题。
根据本发明的一个方面，上述目的可以通过如下投影设备来实现，该投影设备具有利用光源光放大和投影图象的光学单元，反射来自于光学单元的投射图象的反射部件，和使来自于反射部件的投射图象从背面投射的屏幕，其中该投影设备还包括含有光源并具有多个表面的灯室，以及用于排放灯室内部热量的排气部件，其中至少一个排气口被分别设置在多表面灯室的彼此不同的表面上。
根据该结构，光学单元利用光源光放大和投影图象。反射部件反射来自于光学单元的投射图象，屏幕从背面投射投影图象，其中投影设备即使在一个排气口被墙壁等阻挡的情况下也能从其它的排气口排出该投影设备内部的热量。因此，该投影设备可以有效地向外排放热量，并能够适宜地保持内部温度。
根据本发明的另一方面，在灯室的底表面侧提供至少一个排气口，以在安置灯室时在安置表面和底表面之间形成热量通道。
根据该结构，即使侧面或背面由于邻近的墙壁等而被阻挡，该投影设备内部的热量也能借助于上述通道而从设置在灯室底表面侧的排气口而排出。因此，由于可以恰当地进行排气，即使侧表面或背面被覆盖，该投影设备也能有效地向外排出内部热量，从而可以适当地保持内部温度。
根据本发明的另一方面，在灯室的背面侧设置至少一个排气口。
根据本发明的另一方面，排气口包括设置在上述灯室的多个表面中的第一表面上的第一排气口，以及设置在上述灯室的第一表面之外的第二表面上的第二排气口。
根据本发明的另一方面，在第一排气口被阻挡的情况下，投影设备内部的热量从第二排气口排出。因此，该投影设备有效地向外排出内部热量，由此能够将内部温度保持在适当的状态下。
图1表示相关投影设备的结构实施例的透视图。
图2表示本发明优选实施方案的投影设备结构实例的正视图。
图3表示图2中的投影设备从前面看的内部结构实例截面图。
图4表示图2中的投影设备的从C-C’线截取的大致结构实例的截面图。
图5表示图2中的投影设备的从A-A’线截取的大致结构实例的截面图。
图6表示图2中的投影设备的从B-B’线截取的另一实例的大致结构截面图。
图7表示图3的光源部分和盒的结构的细节放大实例透视图。
图8表示图7中的光源部分和盒被包含在图3中灯室的下部的结构实例截面图。
以下根据附图详细说明本发明的优选实施方案。
同时，由于以下描述的实施方案是本发明优选的具体实例，因此在发明的范围上加入了各种和技术上的优选限定，但是在以下的说明中，除非本发明范围的限制有任何特殊的说明，本发明将不限于这些实施方案。
图2表示本发明优选实施方案的投影设备结构实例的正视图。
投影设备100具有在其中央部分上下基本可分开的结构，并由上部机壳102和下部机壳103组成。上部机壳102和下部机壳103分别单独形成，上部机壳102被构造成能与下部机壳103相装配。
上部机壳102在灯室101的前表面部分110安装有屏幕61，其形状为长方体。另外，灯室101从整体来看是中空的箱形，其周围被上表面壁、两侧表面壁、后表面壁和底表面壁所封闭。上表面壁和两侧表面壁向后表面壁倾斜，上表面壁的倾斜表面上设置有图3所示的与该倾斜表面平行的反射镜。如图4所示，实际上，倾斜表面壁是以预先计算好的倾斜角来形成的，该倾斜角的计算考虑到了装配在灯室110的前表面上的屏幕61和投影透镜所投射出图象的反射之间的预设位置关系，这一点将在下面讨论。
作为投影设备100的全部必需设备都被安装在下部机壳103处，如上所述安装在上部机壳102的屏幕61和反射镜除外。在下部机壳103的内部，投影图象设备包括作为主要部分被大致设置在中央部分的例如三个液晶部分及其驱动电路、以及投影透镜，光源2被可拆卸地设置在下部机壳103中央部分的左侧或右侧(在本实施例中它被设置在右侧)。光源2可以从灯插入部分2a中被插入或取出。
上述的液晶部分通过采用例如三个小型高精度形成的红绿蓝RGB三色多晶硅TFT液晶面板而形成高画面品质，并构成了包括投影透镜的所谓光学单元。作为上述的驱动电路，采用例如在印刷线路板上装配有多个必需电子元件的电路。
上述的光源2采用例如具有高性能的高强度放电灯(HID灯)，其整体被制成盒的形式，并被构造成易于从灯插入部分2a中替换。包括光源2和灯插入部分2a的下部机壳103的前表面被上述的面板(未显示)所覆盖。
图3表示图2中的投影设备从前面看的内部结构实例截面图。
下部机壳103具有电路51，光学单元104和光源部分200(光源)。光学单元104大致设置在下部机壳103的中下部。电路51被分别设置在例如光学单元104的左侧和右侧。光源部分200具有光源2，风扇52(排气部件)和盒45。风扇52用来冷却光源2等。光源部分200的光源2等产生的热量从排气口向外排出，这一点将在下面说明。
图4表示图2中的投影设备的从C-C’线截取的大致结构实例的截面图。
如上所述，反射镜62(反射部件)被沿着上部机壳102的上表面壁的倾斜表面平行设置，来自于光学单元104的投射图象在屏幕61的后表面上反射。投影设备100在来自于固定在前述的基底部分(未显示)上的光学单元104的投射图象被反射镜62反射之后，在屏幕61上投射一个放大的和投影的图象。在上述的结构中，放大的和投影的图象在屏幕61上在该投影设备100的前表面110的一侧显示。箭头LI表示灯插入位置。
图5表示图2中的投影设备的从A-A’线截取的大致结构实例的截面图。
参考圆框W，投影设备100设置有如图3所示的光源部分200。在光源部分200的下部，设置有排气管道48用来排出如上所述的光源2等的热量，利用排气管道48形成空气通道77。如上所述，在图3所示的风扇52的作用下在空气通道77内形成气流R3。
该投影设备100包括具有多个表面的灯室101，与空气通道77(排气部件)连通的第一开口部分111(排气口，第一排气口)被设置在灯室101的其中一个表面上，例如背表面部分107(第一背面)。
该投影设备100的特征在于第一开口部分111之外的与空气通道77连通的第二开口部分108(排气口，第二排气口)被设置在设有第一开口部分111的表面之外的表面上，例如在底表面部分106上(第二表面)。同时，第二开口部分108也可以设置在上述的底表面部分106之外的表面上。另外，第二开口部分108也可以具有使得多个第二开口部分108设置在灯室101上的结构，无需说明，这些开口部分具有使得它们分别设置在不同表面上的结构，或可以具有使得它们设置的同一表面上的结构。
该第二开口部分108例如在空气通道77内与第一开口部分111相通。第一开口部分111是向投影设备100的背表面部分107侧排放热量的部分，但是与之不同的是，第二开口部分108是向底表面部分106侧排放热量的部分。投影设备100的底表面部分106具有保持用于释放热量的少量空隙的结构，使得热量不再被封闭在里面。
在投影设备100中，当如上所述设置多个排气口时，即使例如第一开口部分111被墙壁等覆盖，在投影设备100中，也可以适当地从第二开口部分108排出热量。另外，与之相反的是，即使第二开口部分108被该投影设备100中的某些东西覆盖，也可以从第一开口部分111适当地排放热量。因此，在该投影设备100中，即使开口部分中的一个被覆盖，内部热量也能够有效地排出，从而灯室101内部温度能够被风扇52适当地保持。
该投影设备100除了上述结构之外，还可以具有以下的结构。
图6表示图2中的投影设备的从B-B’线截取的另一实例的大致结构截面图。
在投影设备100中，第二开口部分108a(排气口，第二排气口)可以具有如下结构，即排气口设置在侧表面部分的任一侧，或者排气口设置在侧表面部分的两侧。在上述结构中，投影设备100可以达到与前述结构类似的效果。
图7表示图3的光源部分200和盒45的结构的细节放大实例透视图。
图8表示图7中的光源部分和盒被包含在图3中灯室101的下部的结构实例截面图，相当于图5中的圆框W。
光源部分200和盒45组成了光源安装器件300。光源部分200具有光源支架41和光源盒43。光源支架41具有两个栓41a和41a，以及两个肋41b和41b。
栓41a和41a沿着跨过与光源2光轴OP的方向(水平方向)向相反的两方向凸出。肋41b和41b的形状围绕光轴OP镜象对称，肋41b和41b按照与Z方向平行来形成。
盒45是能够包括如图6所示的光源部分200的盒，具有长方形沟槽45a和45b。这些长方形沟槽45a和45b按照与垂直方向即Z方向平行而形成。长方形沟槽45a和45b分别在盒45的壁表面45f和45g的Z方向形成。Z方向是相对于光轴OP垂直的方向。
光源支架41的栓41a分别与长方形沟槽45a装配好。光源支架41的肋41b分别与长方形沟槽45b装配好。光源支架41连同光源2通过沿着沟槽45a和45b借助于例如具有凸轮的部件(未显示)向上移动而被定位，从图8所示的光源2的入口位置180提升至常规位置190(至光源相对于光学单元104的安装位置)。
从截面看去，盒45基本上是以例如U形的形状形成的，并具有排气管道48(排气部件)。盒45和排气管道48是由用于冷却光源部分200的光源支架41、光源盒43和光源2的排气通道构成的。
排气管道48与盒45集成在一起，排气管道48具有如图7所示基本为矩形的空气通道77部分。在排气管道48的空气通道77中段优选由空气节流阀部分79和两个开口部分48a和48a形成。具体地是，在利用节流阀部分79节流排气管道48的一部分再加宽管道而提高空气在内部的流速，并构造成在管道加宽部分的侧表面上打开适当尺寸开口部分48a之后，形成投影设备100。因此，投影设备100能够通过开口48a而抽入排气管道48的更多外界冷空气。在上述结构中，投影设备100能够降低冷却光源2的空气的排放温度，并从排气管道48排出。
如图8所示，在光学单元104的上部，设有风扇52用来通过开口部分109从灯室101的外部吸入外界空气。风扇52位于由灯室101和分割板129形成的导向管道149(排气部件)的中部。风扇52是进气风扇，从灯室101的背侧上部的开口部分109向光源部分200侧输送空气。
风扇52、光源部分200、盒45以及排气管道48都包括在灯室101的下部机壳103中。排气管道48的端部与上述的下部机壳103的背侧下部的第一开口部分111和第二开口部分108相连。
投影设备100具有如上所述的结构，下面将参考图2和图8解释光源部分200的光源2的冷却操作。
由风扇52送入的用于冷却的冷空气沿着图8所示的R1和R2方向在灯室101和分割板129中形成的导向管道149内通过，送入光源2。通道以如下的方式形成，即让带走光源2产生的热和被其变暖的空气通过光源支架41的下部，沿着R3的方向穿过盒45的内部和排气管道48，并从第一开口部分111和第二开口部分108之中的一个或二者共同导向外部。此处，即使第一开口部分111被某些东西覆盖，空气仍能从第二开口部分108导向至灯室101的外部。
根据本发明的实施方案，在投影设备100中，即使第一开口部分111被覆盖，内部热量也可以从第二开口108排出。因此，在投影设备100中，即使第一开口部分111被覆盖，内部温度也能够适当地保持。相反，投影设备100中，即使第二开口被覆盖，内部热量也可以从第一开口111排出。因此，即使第二开口108被覆盖的情况下，投影设备100的内部温度也能够适当地保持。
本发明不限于以上实施方案。
在上述实施方案中的各种结构中，部分结构可以被省略，部分结构可以被任选结合起来而与上述方式不同。
另外，上述实施方案是具有三个液晶照明灯泡的三板型投影设备，但不限于此，当然，单板型投影设备可以具有单个液晶照明灯泡。同时，灯室101可以具有不限于图中所示的各种形状。
另外，灯室101从整体来看可以是圆形，不限于如上述实施方案中所示的典型的多面体。在这种情况下，如果灯室101是面对空间多个方向的曲面并由对应于这些多个方向的排气口形成，那么该灯室也包括在本发明的范围内。
另外，可以理解上述实施方案可以用于不是背面投影型布置的投影设备。
权利要求
1．一种投影设备，包括利用光源光放大和投射图象的光学单元，反射来自所述光学单元的所述投影图象的反射部件，和从背面投射来自所述反射部件的所述投影图象的屏幕，其特征在于，所述投影设备还包括含有所述光源并具有多个表面的灯室，以及用于排放所述灯室内部热量的排气部件，至少一个排气口被分别设置在所述灯室的多个表面的彼此不同的表面上。
2．如权利要求1的投影设备，其特征在于，至少一个所述排气口被设置在所述灯室的底表面侧，从而在布置所述灯室时在布置表面和底表面之间形成热量的通道。
3．如权利要求2的投影设备，其特征在于，至少一个所述排气口被设置在所述灯室的背表面侧。
4．如权利要求1的投影设备，其特征在于，所述排气口包括设置在所述灯室多个表面中第一表面的第一排气口，以及设置在所述灯室的所述第一表面之外的第二表面的第二排气口。
5．一种投影设备的冷却方法，该设备包括利用光源光放大和投射图象的光学单元，反射来自所述光学单元的所述投影图象的反射部件，和从背面投射来自所述反射部件的所述投影图象的屏幕，其特征在于，所述投影设备还包括含有所述光源并具有多个表面的灯室，以及用于排放所述灯室内部热量的排气部件，至少一个排气口被分别设置在所述灯室的多个表面的彼此不同的表面上。
6．如权利要求5的投影设备的冷却方法，其特征在于，至少一个所述排气口被设置在所述灯室的底表面侧，从而在布置所述灯室时在布置表面和底表面之间形成热量的通道。
7．如权利要求6的投影设备的冷却方法，其特征在于，至少一个所述排气口被设置在所述灯室的背表面侧。
8．如权利要求7的投影设备的冷却方法，其特征在于，所述排气口包括设置在所述灯室多个表面中的第一表面的第一排气口，以及设置在所述灯室的所述第一表面之外的第二表面的第二排气口。
全文摘要
一种能够将内部温度保持在适当的温度上的投影设备包括:利用光源光放大和投射图象的光学单元,反射来自所述光学单元的所述投影图象的反射部件,和从背面投射来自所述反射部件的所述投影图象的屏幕,含有所述光源并具有多个表面的灯室,还包括用于排放所述灯室内部热量的排气部件,并且至少一个排气口被分别设置在所述灯室的多个表面的彼此不同的表面上。
文档编号G03B21/10GK1308248SQ0111083
公开日2001年8月15日 申请日期2001年2月9日 优先权日2000年2月9日
发明者小野裕之 申请人:索尼公司