专利名称：投影型显示单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及将通过用来自光源的光线照射一个或多个光阀所获得的图像投影到用于显示图像的屏幕等的投影型显示单元，更具体地，涉及提高这种投影型显示单元便携性的结构。
背景技术：
通常称为视频投影仪的投影型显示单元具有这样的构造，在该构造中，光源、包括光阀和投影透镜的光学单元、和用于冷却光源和光学单元的冷却部分容纳在防护机壳中(例如，见日本专利早期公开No.2003-241314)。
投影型显示单元是这样的单元，在该单元中，通过投影透镜将图像投影到屏幕，从而显示图像，其中图像通过用灯(作为光源)发射的光线照射光学单元中的光阀而获得。
发明内容
随着PC(个人电脑)的普及，这种投影型显示单元已经开始经常还被用于电子展示。在这些显示单元中，已经强烈地需要尤其是作为用于笔记本型PC等的图像输出设备的、在便携方面优秀的投影型显示单元。
从这些观点来看相关领域中的投影型显示单元，它们没有考虑便携性来进行结构设计，因此，在移动相关领域中的这种投影型显示单元时，通常的做法是通过用双手抓持防护机壳的合适部分来携带显示单元。
因此，相关领域中的投影型显示单元难以携带，因为必须通过双手抓持来携带显示单元。另外，在意图不正常地通过使用一只手抓持显示单元来携带它的情况下，因为防护机壳厚度较大而难以抓持显示单元。除此之外，因为防护机壳通常在形状上有角的，所以手指尖在抓持防护机壳时的抓持宽度很小以致于由一只手抓持的状态是不稳定的，因此，显示单元不能被安全地携带。
考虑上述因素而作出本发明。因此，希望提供一种薄型并且便携性优异的投影型显示单元，使得其即使在用一只手抓持时仍能以稳定状态携带。
根据本发明的实施例，提供了一种投影型显示单元，其包括光源、包括光阀和投影透镜的光学单元、以及用于冷却光源和光学单元的冷却部分，光源和光学单元以及冷却部分容纳在防护机壳中，其中防护机壳包括基体机壳和顶封盖，其中光源、光学单元和冷却部分安装在基体机壳上，顶封盖由片金属组成并且被安装成覆盖基体机壳；基体机壳在其前侧上设置有用于投影透镜的开口；且组成顶封盖的、在与用于投影透镜的开口相对那侧上的后面部分形成为横倒的U形曲表面形状。
根据本发明的另一个实施例，提供了一种投影型显示单元，其包括光源、包括光阀和投影透镜的光学单元、以及用于冷却光源和光学单元的冷却部分，光源和光学单元以及冷却部分容纳在防护机壳中，其中，防护机壳包括基体机壳和顶封盖，其中光源、光学单元和冷却部分安装在基体机壳上，顶封盖由片金属组成并且被安装成覆盖基体机壳；树脂制成的突台突出地设置在顶封盖的背侧上；螺钉从基体机壳那侧紧固到突台，从而固定基体机壳和顶封盖。
在如上构造的本发明的投影型显示单元中，由片金属组成顶封盖用于构成防护机壳的一部分，由此可以减小防护机壳的厚度，在使显示单元变薄方面得到很好的效果，并且使得显示单元有利于携带。
除此之外，在本发明中，组成顶封盖的后面部分形成为U形曲表面形状，由此该部分在被手抓持时可以人体工学地与手掌配合，并且使得可以延及手指尖来抓持该部分，即使一只手亦能可靠地抓持该部分。因此，可以提供便携性优异的投影型显示单元。
另外，投影型显示单元中的顶封盖在其背侧上具有树脂制成的突台，螺钉从基体机壳侧紧固到突台，从而固定基体机壳和顶封盖。因此，在顶封盖的表面上没有突出部件，使得显示单元的携带不会被这样的突出部件妨碍，这更加有利于提高显示单元的便携性。此外，在顶封盖的表面上不存在突出部件使得可以采用任何多样性的设计，并且可以提高设计时的自由度。
除此之外，在本发明的投影型显示单元中，顶封盖的背侧上的突台由不同于片金属的树脂制成，因此，在将螺钉紧固到突台时，不存在从突台产生的切割碎片可能不利地影响显示单元内部的电源电路等的可能性。
本发明的上述和其它目的、特征和优点在结合附图根据以下说明书和所附权利要求的情况下将变得更加清楚。
图1是根据本发明实施例的投影型显示单元的立体图；图2是根据该实施例的投影型显示单元的正视图；图3是根据该实施例的投影型显示单元的左视图；图4是根据该实施例的投影型显示单元的右视图；图5是根据该实施例的投影型显示单元的仰视图；图6是示出根据该实施例的投影型显示单元的内部结构的平面图；图7是示出根据本发明实施例的投影型显示单元中的顶封盖的立体图；图8是示出突出地设置于根据该实施例的投影型显示单元中顶封盖的背侧上的每个突台的形状的立体图；图9是根据该实施例的投影型显示单元被一只手抓持的状态的图示；图10是示出根据该实施例的投影型显示单元中投影透镜的暴露部分附近的结构的侧剖视图；图11是示出根据该实施例的投影型显示单元中投影透镜的暴露部分附近的结构的纵剖视图；图12是示出根据该实施例的投影型显示单元的内部结构的示意图；图13A和13B是示出根据该实施例的投影型显示单元的冷却结构的示意图；图14是示出根据该实施例的投影型显示单元中灯板的布局构造的立体图；图15是示出根据该实施例的投影型显示单元中拆除灯盖的状态的仰视图；图16是安装在根据该实施例的投影型显示单元中的灯盖的从其背侧观察的平面图；以及图17是示出根据该实施例的投影型显示单元中灯盖的安装结构的纵剖视图。
具体实施例方式
下面将参考附图详细地描述根据本发明的投影型显示单元的实施例。图1-5示出本实施例中投影显示单元的外表，其中图1是立体图，图2是正视图，图3是左视图，图4是右视图，而图5是仰视图。另外，图6是示出本实施例中投影型显示单元的内部结构的平面图。
这里示出的投影型显示单元1是视频投影仪，其是具有B5大小、厚为50mm或以下的小薄型，并且其中实现了轻型化具有约1.8kg的重量。
如图6中所示，投影型显示单元1具有这样的构造，其中包括灯28的灯单元29(作为光源)、以及包括三个彩色光阀44(R)、44(G)、44(B)和投影透镜49的光学单元30容纳在防护机壳2中。由光阀44(R)、44(G)、44(B)用从灯单元29发射的光线所获得的图像通过投影透镜49被投影到屏幕上，从而显示图像。
首先，将描述投影型显示单元1的防护构造。投影型显示单元1的防护机壳2由基体机壳3和顶封盖4构成，其中诸如光学单元30的内部组成部分安装到基体机壳3上，而顶封盖4被安装成覆盖基体机壳3。这里，基体机壳3是由诸如镁和铝的金属材料形成的模铸产品、或者是由硬树脂材料形成的树脂模制物，且基体机壳3构成防护机壳2的底面部分、左右侧面部分以及前面部分。另一方面，顶封盖4是通过拉拔铝合金等片金属而产生的片金属加工产品，且顶封盖4构成防护机壳2的上面部分和后面部分。
顶封盖4以安装到基体机壳3的状态由螺钉18、19从基体机壳3的底侧固定。
如图2所示，投影透镜49通过透明保护板20暴露到构成防护机壳2的前面部分的前面板3a，图像光线从投影透镜49投影到屏幕上。这里，透明保护板20被布置成与前面板3a齐平，投影透镜49被保护板20气密密封并保护。此外，在保护板20的内侧，用于自动聚焦的投影距离检测传感器24a、24b经由半透明构件21设置在接近投影透镜49的位置。
如图3所示，在基体机壳3的左侧面3b处集中地布置了操作部分6和端子部分7。这里，操作部分6构造成具有电源开关按钮6a、输入信号切换按钮6b、自动聚焦切换按钮6c、倾斜调节按钮6d、缩放调节按钮6e、聚焦按钮6f等等，而端子部分7构造成具有电源线连接端子7a和画面信号输入端子7b。另一方面，如图4所示，在此相对侧的右侧面3c处，设置用于释放作为光源的灯28的热量的轴流风扇9的排气口(百叶窗)10。
如图5所示，基体机壳3的底面3d在后面部分的左右位置处设置有固定腿11，并在前面中心位置处设置有伸缩腿12。伸缩腿12伸展和收缩，以便于从基体机壳3向外突出和从基体机壳向内缩回，显示单元的投影角度调节(倾斜调节)通过伸缩腿12的移动来进行。另外，基体机壳3的底面3d设置有进气部分13和多个通气孔14，其中进气部分13用于作为冷却部分的复叶式风扇，树脂制灯盖15通过螺钉16附装到底面3d，灯盖15用于关闭开口，该开口用于更换作为光源的灯单元29。灯盖15设置有多个排热孔17，用于释放灯单元29中产生的热量。
在具有上述防护构造的本实施例投影型显示单元1中，构成防护机壳2的上面部分和后面部分的顶封盖4通过压力冲切约1mm厚的片金属并拉拔已冲切的片金属而生产。作为顶封盖4的材料，优选地使用作为金属材料的铝合金，其作为投影型显示单元1的防护具有为耐久性所需的强度(在本实施例中，不小于15kgf(147N)的弯曲强度)，并且其重量轻且热辐射性能(导热率)优异。如图7和8中所示，用于将顶封盖4用螺纹固定到基体机壳3的多个突台5突出地设置在顶封盖4的背侧。
突台5通过基体上模制(outsert molding)与顶封盖4的片金属模制为一体，突台5由与顶封盖4的片金属(铝合金)材料不同的树脂材料制成，优选地由诸如PBT(聚对苯二甲酸丁二酯)之类的硬树脂材料制成。在这种情况下，片金属的表面通过纳米模制技术(NMP)工艺设置有纳米级精密凹入和突起，以便于树脂进入凹入和突起表面，进而提供了基于对于树脂的键结构的接合性能，使得树脂以牢固地附装到片金属表面的状态被模制。在这种结构中，可以便宜并且可靠地维持多个突台5固定到顶封盖4的强度。
多个突台5设置在这样的位置，使其不干涉显示单元内部的组成部分。每个突台5在其基体端部设置有底座部分5b，底座部分5b的直径大于突台主体部分5a，从而，加大了连接到顶封盖4的面积，并确保了足够的固定强度。此外，树脂浇道部分5c从底座部分5b延伸，从而，进一步加大了突台5到顶封盖4的固定面积。除此以外，在本构造中，当多个突台5由树脂浇道部分5c互连时，突台5到顶封盖4的固定强度进一步增加，并且在模制时可以使用单个浇口模制多个突台5，因此产生了模制模具结构可以简化的优点。顺便提及，突台5可以不需要通过上述纳米模制技术工艺来模制；例如，突台5可以通过焊接或通过使用强粘接剂来一体地固定到顶封盖4。
在将具有突台5的顶封盖4安装到基体机壳3时，顶封盖4放置在基体机壳3上。然后，在这样的状态下，顶封盖4的后侧面上的端部通过螺钉18固定到基体机壳3的底面3d，而螺钉19从基体机壳3的底面3d那侧紧固到突台5，从而固定基体机壳3和顶封盖4。
因为顶封盖4由片金属制成，因此其在强度和热辐射性能方面比树脂等优越；所以本构造优选地用于本实施例中投影型显示单元1的防护机壳2，并且对内部温度方面具有较低的影响。在根据本实施例的投影型显示单元1中采用片金属顶封盖4的情况下，防护机壳2的上面部分的厚度可以最小化，这很大地有助于获得具有50mm或更小厚度的超薄构造。在由此获得的超薄构造的情况下，本实施例中的投影型显示单元1可以在容易地用一只手持握的情况下携带，这在便携性方面是有利的。
此外，为了提高便携性，本实施例中的投影型显示单元1具有这样的结构，如从上述防护构造中清楚易懂的，操作部分6和端子部分7集中地布置在防护机壳2的一个侧面(左侧面)，而相对侧上的侧面(右侧面)设置有用于释放灯单元29中产生的热量的排气口10，并且在与用于将投影透镜40暴露到前面板3a的开口相对的那侧上的后面部分处没有设置任何部件，使得可以通过用手持握该部分而容易地抓持该部分。防护机壳2的后面部分如上所述地由片金属顶封盖4组成，并且更具体地，从侧面观察时，在根据本实施例的投影型显示单元1中，顶封盖4的后面部分4a形成为横倒的U形弯曲表面的形状。
因此，本实施例中的投影型显示单元1被构造成具有50mm或更小的厚度，并且具有形成为U形弯曲表面形状的顶封盖4的后面部分4a，从而如图9所示，该部分可以用一只手来可靠地抓持。具体地，在顶封盖4的后面部分4a具有通常成角的形状的情况下，指尖抓持的宽度较小，因此，用一只手抓持的状态不稳定。另一方面，在本实施例中，顶封盖4的后面部分4a形成为U形弯曲表面的形状，在人体工程学方面，该部分有利于配合到手掌，并且在显示单元上的抓持部分延伸到手指尖，因此，即使使用一只手，仍可以牢固地并且可靠地抓持显示单元。
在这种构造中，顶封盖4的后面部分4a优选地形成为圆弧形状(其半径R约为防护机壳2的厚度T的一半(R＝1/2×T))，或者可以形成为诸如抛物线和椭圆之类的连续曲线的形状。这使得可以实现在用手持握显示单元时刚好与手掌形状配合的曲表面形状，并且可以提高显示单元的便携性。
因为顶封盖4通过拉拔片金属生产，所以可以容易地获得曲表面。另外，因为顶封盖4在其背侧上具有树脂制的突台5，并且在突台5处用螺纹固定到基体机壳3侧，因此在顶封盖4的外表面上不存在突出部件，并且可以避免这些突出部件防碍显示单元的携带，这更加有利于提高便携性。除此之外，因为由片金属通过上述拉拔工艺来生产顶封盖4，可以避免模具在树脂模制的情况下所经历的分模线上的模痕的产生，因此，可以提供具有流线型外表设计的投影型显示单元。此外，在这样的投影型显示单元，在顶封盖4的外表面上不存在突出部件或模痕使得可以采用任何多样性的设计，并且可以提高设计时的自由度。
此外，在这样的投影型显示单元中，用于螺纹固定顶封盖4的突台5由绝缘材料且不同于片金属材料(铝合金)的树脂形成，因此，在将螺钉19紧固到突台5时，不用担心从突台5产生的切割碎片可能不利地影响显示单元内部的电源电路等。另外，因为突台5通过基体上模制而与顶封盖4模制为一体，并且与顶封盖4通过纳米模制技术工艺以足够的固定强度结合，所以不需要用于将突台5固定到顶封盖4的固定构件或粘接剂等，因此，可以减少组成部分的数量，提高可加工性，并在环境方面获得改善的效果。
图10和11示出了前面板3a中投影透镜49的暴露部分附近的结构。如这里所示，在根据本实施例的显示单元中，装配在与前面板3a齐平的位置处的透明保护板20布置在投影透镜49的前侧，因此，投影透镜49的前侧由保护板20气密密封，并且投影透镜49由保护板20保护。
保护板20由透明树脂或玻璃形成，在其面上和背侧上设置有AR涂层，以将亮度效率中的降低抑制到1％至2％。保护板20装配在前面板3a中，并夹持于顶封盖4和基体机壳3之间。保护板20在其上下端表面设置有凸缘部分20a、20b，凸缘部分20a、20b分别与顶封盖4和基体机壳3接合，从而，阻止保护膜20脱落，并将其保持于适当位置。顺便提及，位于保护板20的左右侧的前面板3a装配有用来提高设计质量的装饰板22a、20b。
此外，在本实施例中，在显示单元内部中的保护板20的内侧上，布置有比保护板20略大的板状透明构件21。半透明构件固定地融合到前面板3a的内侧，并且在其中心部分设置有与投影透镜49相对应的开口，使得投影透镜49通过该开口暴露。在半透明构件21的内侧，用于自动聚焦的投影距离检测传感器24a、24b布置于投影透镜49附近。投影距离检测传感器24a、24b具有位于一侧的光发射器件和位于另一侧上的光接收器件。从光发射器件朝屏幕发射红外光束被屏幕反射，反射的光束被光接收器件接收，由此测量投影距离，用于自动进行投影透镜49的自动对焦调节和用于梯形失真校正的上下调节。
这里，半透明树脂或玻璃具有10％-50％的可见光线透射率，以及不低于90％的对用于检测投影距离的红外光束的透射率。为了此目的，最适宜的材料的示例包括由MITSUBISHI RAYON CO.，LTD生产的甲基丙烯酸树脂模制材料“ACRYPET(商标)”。设置有这样的半透明构件21，内部组成部分从外面是可见的，因此，投影距离检测传感器24a、24b可以布置于投影透镜49的附近。
如上所述，根据本实施例的投影型显示单元1具有这样的结构，其中装配成与防护机壳2的前面板3a齐平的透明保护板20布置在投影透镜49的前侧，具有与投影透镜49对应的开口的半透明构件21布置在透明保护板20的内侧，用于自动对焦的投影距离检测传感器24a、24b布置在半透明构件21的内侧，从而实现具有无需用于传感器的开口的表面的简单外表。
在此构造中，因为投影透镜49由组装到防护机壳2的前面板3a中的保护板20保护，所以防止投影透镜49受破坏并防止异物粘附到其上。此外，因为保护板20组装成与前面板3a齐平，所以避免了保护板20附近的积尘，因此，可以抑制由于灰尘等的粘附引起的图像干扰。
另外，在此投影型显示单元中，投影透镜49的前侧由保护板20气密密封，因此，完全阻止灰尘等穿透进入显示单元的内部，冷却气流在显示单元内部的路径变得稳定，并且可以提高冷却效率。
除此之外，在此投影型显示单元中，采用这样的结构，其中半透明构件21布置在保护板20的内侧，投影距离检测传感器24a、24b布置在半透明构件21的内侧，从而，投影距离检测传感器24a、24b可以布局在投影透镜49的附近。因此，提高了显示单元内部的空间效率，这很大地有助于显示单元的尺寸和厚度的减小。
此外，在此构造中，在与投影透镜49对应的开口的边缘部分处，半透明构件21具有朝投影透镜49突出的凸缘部分21a。由于设置在半透明构件21中的凸缘部分21a的存在，在根据此实施例的投影型显示单元中，可以防止显示单元内部的灯28的光线泄漏到投影透镜49的前侧成为不需要的反射光线(杂散光线)。
另外，在此构造中，保护板20以夹持于顶封盖4和基体机壳3之间的状态安装。因此，在保护板20已经损坏或破损的情况下，通过从基体机壳3上拆卸顶封盖4，保护板20可以容易地更换成新的保护板。
下面将描述根据本实施例的投影型显示单元1的内部结构。如图6中所示，本实施例的投影型显示单元具有这样的构造，其中包括作为光源的灯28的灯单元29、包括三个光阀44(R)、44(G)、44(B)和投影透镜49的光学单元30、以及作为用于冷却灯单元29和光学单元30的冷却部分的复叶式风扇51、52和56、57及轴流风扇9、用于向灯28等供应电功率的电源电路单元25、信号处理电路单元26、以及操作部分和端子部分单元27等安装于防护机壳2的内部。
灯单元29具有这样的构造，其中灯28安装于单元壳体内部，并且可以通过打开基体机壳3的底面3d处的灯盖15来更换。如图12中所示，光学单元30被构造成包括复眼透镜31；偏振转换元件32；聚光透镜33；分色镜34、35；全反射镜36、37、38；中继透镜39、40；场镜41、42、43；包括作为显示元件的液晶面板45的三个光阀44(R)、44(G)、44(B)；棱镜48；投影透镜49等。
在光学单元30中，从灯28发射的非偏振白光在从复眼透镜31透过偏振转换元件32被转变为线性偏振光，并被聚光透镜33聚光成为无亮度不规则的均匀白光，无亮度不规则的白光透过分色镜34、35入射到三个光阀44(R)、44(G)、44(B)上。
在这种情况下，白光由作为颜色分离装置的分色镜34、35分离成红光(R)、绿光(G)和蓝光(G)，红光在入射到红光光阀44(R)之前通过中继透镜39、全反射镜36、中继透镜40和全反射镜37，以由场透镜41聚光。另外，绿光在入射到绿光光阀44(G)之前通过分色镜35以由场透镜42聚光。此外，蓝光在入射到蓝光光阀44(B)之前通过分色镜34并通过全反射镜38，以由场透镜43聚光。
三个光阀44(R)、44(G)、44(B)每个构造成在液晶面板45的入射侧和出射侧具有偏振板46和47，其中每种颜色的光在入射到液晶面板45之前通过入射侧的偏振板46对准偏振方向。液晶面板45通过与每种颜色相对应形成的画面信号来调制每种光；然后，由此得到的三种调制光束在透射通过输出侧的偏振板47时被偏振成画面光束，画面光束入射在棱镜48上。在棱镜48中合成彩色画面光束，且彩色画面光束由投影透镜49投影到屏幕上以显示全色图像。
在本实施例中的如上构造的包括投影光学系统的投影型显示单元中，在灯单元29中、在光学单元30的偏振转换元件32和光阀44(R)、44(G)、44(B)附近、以及在电源电路单元25中产生了大量的热，因此，这些部件必须强制冷却，以保持温度不高于操作安全温度。
将描述冷却结构。如图6、12、13A和13B中所示，在根据本实施例的投影型显示单元中，第一和第二复叶式风扇51和52首先作为冷却部分安装。对于第一和第二复叶式风扇51和52，使用相同类型的小型复叶式风扇。处于堆叠状态中的复叶式风扇51和52布置于光学单元30的后侧上的空间中，其中第一复叶式风扇51的进气口51a向上导向，而第二复叶式风扇52的进气口52a向下导向。在这样的情况下，第一和第二复叶式风扇51和52以下面的状态安装到基体机壳3上，其中充分确保在显示单元内部的用于进气口的进气空间，并且通过设置在基体机壳3的底面3d中的多个通气孔14来进行空气的进气。
在此构造中，如图13A所示，第一复叶式风扇51将空气通过管路53吹送到灯单元29并吹送到光学单元30中的偏振转换元件32的周围以冷却它们，而如图13B所示，第二复叶式风扇52将空气通过管路54吹送到电源电路单元25以冷却它。
在这样的冷却部分中，通过使用两个小型复叶式风扇，可以确保足够量的冷却气流，而且通过将复叶式风扇51和52布置为堆叠状态，可以将显示单元内部的安装空间压缩为较小；因此，冷却部分的构造可以很大地有助于根据本实施例的投影型显示单元的尺寸和厚度的减小。
此外，在这样的冷却部分中，第一复叶式风扇51将空气吹向灯单元29和光学单元30，而第二复叶式风扇52将空气吹向电源电路单元25，因此，优化了显示单元内部的冷却气流的流动，从而获得有效的冷却。顺便提及，第一复叶式风扇51和第二复叶式风扇52可以布置成相反构造，其中，第一多叶扇51将空气吹向电源电路单元25，而第二多叶扇52将空气吹向灯单元29和光学单元30；在这样的情况下，同样可以得到如上相同的冷却效果。
作为更进一步的冷却部分，在根据本实施例的投影型显示单元中，第三和第四复叶式风扇56和57分别布置于投影透镜49的左侧和右侧上。第三和第四复叶式风扇56和57通过有效地利用投影透镜49左侧和右侧的空间而布局。这里，第三复叶式风扇56和第四复叶式风扇57形状上不相同，但在形状上左右对称，并且它们以其各自的进气口56a和57a朝向投影透镜49的状态安装在基体机壳3上。在投影透镜49的下侧通过设置于基体机壳3的底面3d中的灰尘过滤进气部分13来进行第三复叶式风扇56和第四复叶式风扇57的进气。
在这样的构造中，第三复叶式风扇56和第四复叶式风扇57将空气通过沿基体机壳3的底部设置的薄型管路58和59吹送到光学单元30的光阀44(R)、44(G)、44(B)的附近，以冷却光阀44(R)、44(G)、44(B)的附近。
通过这样的由第三复叶式风扇56和第四复叶式风扇57来冷却光学单元30的光阀44(R)、44(G)、44(B)附近的构造，进一步优化了显示单元内部的冷却气流的流动，并且可以进一步获得有效的冷却。
在这样的情况下，具体地在冷却部分中，设置左右对称形状的复叶式风扇56和57，从而可以进一步提高冷却效率。更具体地，如果左右复叶式风扇56和57形状相同，则左右复叶式风扇以颠倒状态布置，因此，各个吹气口在垂直方向上相反，这需要复杂路径的管路，结果由于管路中的压力损失而减少了空气量。另一方面，在本实施例中冷却部分的情况下，使用形状左右对称的左右复叶式风扇56和57，从而可以使用具有沿基体机壳3底部的简单路径的薄型管路58和59，因此，来自复叶式风扇56和57的吹气口的气流可以不受阻碍地导向光学单元30，并且显著提高了冷却效率。
另外，在此构造中，在投影透镜49的下侧通过设置在基体机壳3的底面3d中的灰尘过滤进气部分13来进行将空气吸入到布置于投影透镜49的左右侧上的复叶式风扇56和57；因此，通过进气部分13处的灰尘过滤器阻止灰尘等的进入，使得可以可靠地保护投影透镜39和光学单元30免受灰尘等。
此外，在根据本实施例的投影型显示单元，为了提高尤其是产生大量热量的灯单元附近的冷却效率，在基体机壳3的右侧面3c的内侧上位于灯单元29附近的两个轴流风扇9被并排地布置，从灯单元28产生的热空气由轴流风扇9通过排气口10释放。
除此之外，为了实现如根据本实施例的投影型显示单元中的具有50mm或更小厚度的薄型和便携性，产生大量热量的灯单元29附近的顶封盖4必须保持在使得顶封盖4可以由手持握的温度，同时最小化灯单元29和顶封盖4之间的空间。为了这个原因，在根据本实施例的投影型显示单元中，在灯单元29和顶封盖4之间的空间中布置灯板61，其中灯板61是热导率比空气更高的高导热片金属产品，从而可以降低顶封盖4的温度。
如图14中所示，灯板61是片金属产品，其布置成充分地覆盖灯单元29的上侧，且构成灯板61的高导热材料的散热效应使得可以降低顶封盖4的温度，同时最小化从灯单元29到顶封盖4的距离。此外，热导率比空气还低的低导热绝热片62粘接到灯板61的上表面的基本整个区域，且绝热片62的热隔绝效应使其可以进一步降低顶封盖4的温度。在这样的构造中，诸如纯铝(JIS A1000)和铜之类的高导热金属用作灯板61的材料，而例如真空绝热材料用作绝热片62。
在这样的构造中，其希望将顶封盖4的温度抑制到允许用户用手持握顶封盖4而不会有任何问题的40℃-50℃的温度，需要使用具有0.0044W/mK的热导率和约1.5mm厚度的片作为绝热片62，并且需要将灯板61的温度抑制到约70℃-80℃的温度。为了获得这样的温度，具有高耐热性和高热导率的材料用于灯板61，使得从灯28接收的热量在表面方向上有效地散发。这里，在例如165W级的超高压汞灯用作灯28的情况下，当具有约200W/mK热导率的金属(诸如纯铝)用于灯板61时，具有9000mm2散热面积的灯板61的温度可以抑制到约80℃；当具有约400K/mK热导率的金属(诸如铜)用于灯板61时，具有6000mm2散热面积的灯板61的温度可以抑制到80℃或低于80℃。
因此，在根据本实施例的投影型显示单元中，通过布置于灯单元29和顶封盖4之间的灯板61的散热效应和绝热片62的绝热效应，获得了顶封盖4的温度的降低，同时，实现了其中灯单元29和顶封盖4之间空间最小化的薄型结构。
至于此构造中的布局，灯单元29、灯板61、绝热片62以及顶封盖4以此顺序布局，并且这里，由高导热材料形成的灯板61布置于绝热片62和灯单元29之间，使得耐热温度相对较低的低导热材料可以用于绝热片62。在这种情况下，作为用于灯板61的高耐热性材料的金属，可以处理灯单元29附近中高温环境下的目的。
除此之外，在此构造中，灯板61优选地由片金属产品组成，其中片金属产品除高热导率之外具有高反射率。更具体地，通过采用具有高反射率的灯板61，由于对来自灯28的直射光和辐射热的吸收可以最小化，因此，采用这种方案可以进一步有效于降低顶盖4的温度。
此外，在这样的构造中，灯板61布置为使得其热辐射表面朝向轴流风扇9周围的空间，在该处显示单元内部冷却气流的速度相对较高，从而可以获得高效率的热辐射。更具体地，在显示单元内部的轴流风扇9附近的空间中，由于轴流风扇9的排气力，气流的速度W高达约1m/s-1.5m/s，并且，在灯板61布置使得其热辐射表面朝向该空间的情况下，从灯28接收的热量可以被有效地散发，因此，可以获得更高效率的热辐射，这很大地有助于顶封盖4温度的降低。
除此之外，在这样的构造中，灯单元29具有包含在单元壳体29a的灯28，其中壳体29a在其内侧具有反射镜。这里，具体地在根据本实施例的投影型显示单元中，单元壳体29a的上侧在形状上是开口的，并且灯板61紧密地布置以覆盖开口侧，由此亦充当反射镜。在这样构造的情况下，灯28和灯板61之间的距离可以最小化，这进一步有利于使显示单元变薄。
此外，在根据本实施例的投影型显示单元中，作为灯单元29附近的热辐热结构，用于更换灯单元29的灯盖15的结构设置有特性。将参考图15-17描述灯盖15的结构。图15示出拆除灯盖状态下的基体机壳3的底面。在这样拆除灯盖的状态下，用于存储灯单元29的存储部分64的开口65在基体机壳3的底面3d处暴露，因此，可以通过开口65更换灯单元29。
用于关闭开口65的树脂制成的灯盖15以装配到开口65周边的安装凹部66的状态通过螺钉安装到基体机壳3，并且灯盖15具有不小于开口65面积两倍的较大面积。此外，如图16所示，面积略小于灯盖的金属辐射绝热板67布置于灯盖15的背侧上，并且以其间约1mm的必需间距安装到灯盖15上。比灯盖15热反射率高的金属片(例如，铝、不锈钢等)用作辐射绝热板67。
如图17所示，在灯盖15安装到基体机壳3的状态下，灯盖15以这样的状态安装，其中背侧上的辐射绝热板67与基体机壳3的安装凹部66进行表面接触，并且接触面积不小于其面积的一半。
因此，在根据本实施例的投影型显示单元中，金属辐射绝热板67设置在灯盖15的背侧上，以关闭用于灯单元29的存储部分64的开口65，因此，辐射绝热板67充当抵抗来自灯单元29的热量的缓冲构件。而且，因为在辐射绝热板67和灯盖15之间存在间隙，所以热量就不容易从辐射绝热板67传递到灯盖15，因此，有效地限制灯盖15的温度升高。
此外，在此构造中，因为灯盖15以这样的状态安装，其中背侧上的辐射绝热板67与基体机壳3进行表面接触，所以从灯单元29接收的热量可以从辐射绝热板67传递到基体机壳3并由此散发。在这样的情况下，尤其是在根据本实施例的构造中，灯盖15形成为具有至少是开口65尺寸两倍的尺寸，并且辐射绝热板67与基体机壳3进行表面接触，且接触面积大于其面积一半，由此，可以进一步获得有效的热辐射效应。结果，灯盖15和基体机壳3的表面温度变得均匀，并且可以稳定显示单元的内部温度。
除此之外，如图16所示，辐射绝热板67设置有多个排热孔68。辐射绝热板67中的排热孔68形成在与灯盖15中的排热孔17相对应的位置处，通过排热孔17和68可靠地提供通气能力，由此，防止显示单元内部热停滞的发生，并且可以获得更有效的热辐射。
通过上述的热辐射构造，根据本实施例的投影型显示单元已经被实验证实具有灯盖的表面温度降低4℃的优点。
顺便提及，在此构造中，基体机壳3优选地由具有必需强度、重量轻、以及热辐射性能优异的金属(例如，镁、铝或钛)或包括这样金属的合金形成。这确保本实施例中的投影型显示单元可以减小尺寸和重量，并同时保持上述的热辐射效果。
虽然已经参考以上实施例描述了本发明，但是本发明当然不局限于实施例的构造，并且当然可以采用其它各种实施例。
本发明包括与2005年5月26日在日本专利局递交的日本专利申请JP2005-154149和2005年9月8日在日本专利局递交的日本专利申请JP2005-261242相关的主题，上述两件专利申请的全部内容通过引用而结合于此。
权利要求
1.一种投影型显示单元，包括光源；光学单元，包括光阀和投影透镜；以及冷却装置，用于冷却所述光源和所述光学单元；所述光源和所述光学单元以及所述冷却装置容纳在防护机壳中；其中，所述防护机壳包括基体机壳和顶封盖，所述光源、所述光学单元和所述冷却装置安装在所述基体机壳上，所述顶封盖由片金属组成并且被安装为覆盖所述基体机壳；所述基体机壳在前侧上设置有用于所述投影透镜的开口；且组成所述顶封盖的、在与用于所述投影透镜的所述开口相对的那侧上的后面部分形成为横倒的U形曲表面形状。
2.如权利要求1所述的投影型显示单元，其中所述顶封盖由具有所需强度、重量轻以及热辐射性能优异的铝合金等片金属形成。
3.如权利要求1所述的投影型显示单元，其中所述顶封盖的所述后面部分形成为具有半径约为所述防护机壳厚度一半的圆弧形状或者形成为诸如抛物线和椭圆的连续曲线形状。
4.如权利要求1所述的投影型显示单元，其中没有作何组成部分布置在所述顶封盖的所述后面部分处。
5.如权利要求4所述的投影型显示单元，其中操作部分和输入端子部分布置在一侧的侧面处，而排气口则布置在另一侧的侧面中。
6.如权利要求4所述的投影型显示单元，其中在所述投影透镜的前侧设置透明保护板，所述透明保护板装配在与前面板齐平的位置。
7.一种投影型显示单元，包括光源；光学单元，包括光阀和投影透镜；以及冷却装置，用于冷却所述光源和所述光学单元；所述光源和所述光学单元以及所述冷却装置容纳在防护机壳中；其中，所述防护机壳包括基体机壳和顶封盖，其中所述光源、所述光学单元和所述冷却装置安装在所述基体机壳上，所述顶封盖由片金属组成并且被安装成覆盖所述基体机壳；树脂制成的突台突出地设置在所述顶封盖的背侧上；螺钉从所述基体机壳那侧紧固到所述突台，从而固定所述基体机壳和所述顶封盖。
8.如权利要求7所述的投影型显示单元，其中，所述突台与所述顶封盖通过基体上模制而模制为一体。
9.如权利要求7所述的投影型显示单元，其中，所述突台在基体端部处设置有用于增大与所述顶封盖的连接面积的底座部分。
全文摘要
本发明公开了一种投影型显示单元，其防护机壳包括主要组成部分安装于其上的基体机壳和由片金属制成并安装为覆盖基体机壳的顶封盖，其中在侧视图中，组成顶封盖的后面部分形成为横倒的U形曲表面形状。在携带投影型显示单元时，该U形曲表面形状的后面部分在人体工学方面正好与手掌配合，并且抓持部分可以延伸到指尖，因此即使使用一只手也可以牢固地并安全地抓持后面部分。在顶封盖的背侧上，使用与顶封盖的片金属材料不同的树脂一体地形成了突台，通过将螺钉从基体机壳侧紧固到突台来固定基体机壳和顶封盖。
文档编号G03B21/16GK1869805SQ20061007846
公开日2006年11月29日 申请日期2006年5月26日 优先权日2005年5月26日
发明者原信行, 上田真一, 永田慎人, 和田佳久, 米屋大, 小野寺理 申请人:索尼株式会社