专利名称：投影仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及投影仪，尤其涉及提高投影仪的亮度时降低偏光元件的工作温度至规 定温度以下的投影仪的冷却构造。本申请基于2008年3月沈日在日本提出的特愿2008-079553号申请主张优先权， 并在此援引其内容。
背景技术：
在专利文献1中记载了以往使用偏光元件的投影仪的冷却构造的一例。以往的投 影仪是使来自光源的光在偏光元件反射从而将图像投影到屏幕上的结构(参照专利文献1 的图1)。图3是以往的投影仪中的偏光元件101的周边构造的剖视图。在以往的投影仪中， 偏光元件101经由热传导性部件103被安装在安装板104上。另外，在光源和安装板104之 间以包围反射面102的方式设置有异物侵入防止框105。另外，在光源108和偏光元件101 之间设置有遮光板106。具有这样的结构的以往的投影仪的冷却构造如下所述地工作。来自光源108的入射光110通过偏光元件101的反射面102选择需要的发色。之 后，入射光Iio成为出射光109，图像被投影到屏幕。此时，驱动偏光元件101的反射面102的晶体管等的电子零件的发热从偏光元件 101中的成为反射面102的背面侧的冷却面111，被由冷却装置(省略图示)送风的冷却风 112带向外部。作为该冷却装置，如专利文献1记载的那样，使用液冷装置、或如专利文献1中的 作为现有技术记载的那样使用空冷装置。但是，若提高投影仪的亮度，则在以往的冷却构造中，发生以下问题。第一问题点在于，由于来自光源的辐射引起的传热变大，所以只通过从偏光元件 101的冷却面111散热，冷却效果是有限的。这里，图4表示偏光元件101的周围的传热路 径的示意图。如图4所示，偏光元件101的冷却传热路径115是起因于偏光元件101内部的晶 体管等的电子零件的发热的传热路径。该电子零件的温度通过提高偏光元件101的冷却面111的冷却能力而能够降低。 但是，若提高亮度，即，若增加入射光Iio的光量，则因光的能量引起的辐射，传热路径113 的传热量变大。在图4中，为了使光高效地接触偏光元件101的反射面102，所以在光源和偏光元 件101之间安装遮光板106。但是，来自光源的辐射对该遮光板106加温，再向偏光元件101 辐射。经由该遮光板106进行传热的路径114的传热量的大小也不能忽略。这些辐射引起的传热量经由偏光元件101的外框的框架116从冷却面111散热。 但是，由于偏光元件101的内部的热阻较大，所以即使提高冷却装置的能力，偏光元件101的温度的降低也是有限的。第二问题点在于，不使冷却风相对于偏光元件101的反射面102流动的问题。其 理由是，若在反射面102和光源108之间侵入垃圾等异物，则原本的图像不能够投影，所以， 必须通过异物侵入防止框105封闭偏光元件101的四边周围(图3)。图5是表示在安装板104上安装偏光元件101，并通过异物侵入防止框105封闭其 周边的示意图。安装板104由铜等金属形成。即使送入冷却风117，也会被异物侵入防止框105阻碍，在偏光元件101的附近不 会发生热传递。由此，安装板104仅在进行了安装板104的板厚量的截面上的热传导后进 行散热。由此，存在因热传导导致的热阻抗损失的情况，所以，冷却能力不足。专利文献1 日本特开2005-331928号公报
发明内容
本发明是为解决上述课题而研发的，其目的是提供一种投影仪，即使在提高了投 影仪的亮度的情况下，也能够将偏光元件的温度抑制在规定温度以下。(1)为解决上述问题，本发明的一个方式的投影仪具有光源；具有反射面的偏光 元件；经由热传导性部件以所述反射面与所述光源相对的方式保持所述偏光元件的安装 板；在所述光源和所述安装板之间以包围所述反射面的方式设置的异物侵入防止框，其特 征在于，还具有以包围所述偏光元件的至少一边的方式设置的受热部；在所述安装板上 设置于所述异物侵入防止框的外侧的散热部；具有所述受热部和所述散热部的热管。在本发明的一个方式的投影仪中，追加如下的路径对于因亮度提高而导致的辐 射热的增加，在向偏光元件的背面的冷却面传热之前，使该增加的辐射热在接近偏光元件 的反射面设置的热管受热并进行热输送。由此，偏光元件的冷却能力提高。另外，构成为将偏光元件通过辐射被传热的热量在输送到异物侵入防止框的外侧 之后进行散热。因此，能够将偏光元件的温度抑制在规定温度以下。由此，能够延长偏光元 件的寿命。(2)另外，在本发明的一个方式的投影仪中，所述热管与所述安装板成为一体。(3)另外，在本发明的一个方式的投影仪中，所述散热部具有散热片，所述散热片 被安装在所述安装板上。由于本发明的一个方式的投影仪具有这样的散热片构造，所以在散热部上能够容 易地控制冷却风的强度、辐射量、偏光元件应满足的温度等。(4)另外，在本发明的一个方式的投影仪中，所述受热部与在所述光源和所述安装 板之间设置的遮光板和该安装板热连接。本发明的一个方式的投影仪具有这样的结构，由此，偏光元件通过辐射被传热的 热量在传递到偏光元件背面的冷却面之前的阶段受热。而且，该投影仪能够在将热量输送 到异物侵入防止框的外侧之后进行散热。由此，能够进一步有效地降低偏光元件的温度。发明效果根据本发明的投影仪，即使在提高投影仪的亮度的情况下，也能够将偏光元件的 温度抑制在规定温度以下。
图1是示意地表示作为适用本发明的一个实施方式的投影仪的冷却构造的剖视 图。图2是表示作为本发明的一个实施方式的投影仪的冷却构造的俯视图。图3是示意地表示以往的投影仪的冷却构造的剖视图。图4是示意地表示以往的投影仪的冷却构造的剖视图。图5是示意地表示以往的投影仪的冷却构造的俯视图。附图标记的说明1...偏光元件，2...反射面，3...热传导部件，4...安装板，5...异物侵入防止 框，6...遮光板，7...热管，8...光源，9...出射光，10...入射光，11...冷却面，12...冷 却效果，17...冷却风，18...散热片，20...投影仪
具体实施例方式以下，参照
适用了本发明的一个实施方式。图1是表示作为适用了本发明的一个实施方式的投影仪的冷却构造的截面示意 图。另外，图2是表示作为本发明的一个实施方式的投影仪的冷却构造的俯视图。此外，这些图1及图2是用于说明作为本发明的一个实施方式的投影仪的冷却构 造的图。存在图示的各部分的大小、厚度和尺寸等与实际的投影仪的冷却构造中的各部分 的尺寸关系不同的情况。首先，对作为本发明的一个实施方式的投影仪的冷却构造的结构进行说明。如图1及图2所示，投影仪的冷却构造20大致由如下部件构成光源8 ；具有反射 面2的偏光元件1 ；经由热传导性部件3以反射面2与光源8相对的方式保持偏光元件1的 安装板4 ；以包围反射面2的方式设置在光源8和安装板4之间的异物侵入防止框5 ；具有 受热部7a和散热部7b的热管7。另外，如图2所示，热管7的受热部7a以包围偏光元件1的三边的方式设置。另 外，散热部7b在安装板4上设置于异物侵入防止框5的外侧。偏光元件1由瞬时进行颜色选择的小反光镜的集合体即反射面2和进行该反光镜 的驱动的晶体管等电路构成。另外，如图1所示，来自光源8的入射光10通过偏光元件1 的反射面2选择需要的颜色，并作为出射光9将图像投射到屏幕。如图1所示，偏光元件1具有反射面2 ；设置在该反射面2的相反侧的冷却面11。该冷却面11与用于空冷的散热片或被称为水冷零件的冷却装置(未图示)连接。 由此，偏光元件1的内部的发热通过由冷却装置产生的冷却效果(图1中所示的箭头12) 除去。由此，驱动回路被控制在能够正常工作的规定温度以下。如图1所示，热传导部件3设置在偏光元件1和安装板4的连接部上。为了增大 偏光元件1和安装板4的微观上并且是热的接触面积，优选选定铟或其复合材料等柔软的 薄片作为该热传导部件3。如图1所示，遮光板6被设置在光源8和偏光元件1之间，并通过螺钉等固定在安 装板4上。由此，能够高效地使入射光10照射在反射面2上。在安装板4上使用铜等。如图1所示，在该安装板4上连接有热管7。该安装板4和热管7通过施加软钎焊或硬钎焊连接。若使在热管7的内部流动的流体为水，热管7为 铜管，则与安装板4进行软钎焊或硬钎焊变得容易，能够一体地构成。另外，热管7虽然可以只与安装板4连接，但为了进一步提高冷却性能，如图1所 示，使其与遮光板6热接触的方式，冷却的效果好。热管7根据偏光元件1的发热量及辐射量、向热管7的热输送量、规定温度等确定 受热部7a的面积。即，如果确定了铜管的直径和长度，则热管7自身的等价热传导率被确 定。该热管7的等价热传导率大致成为5000 20000W/m. K左右。如图2所示，热管7的受热部7a以包围偏光元件1的周围的三边的方式配置。此 外，在本实施方式中，热管7的受热部7a虽以包围偏光元件1的周围的三边的方式配置，但 不限于此。例如，优选至少包围一边(一边的情况是沿该边设置)。此外，如果包围周围的四 边，能够进一步提高热输送能力。如图1及图2所示，异物侵入防止框5以包围偏光元件1的反射面2的方式设置 在光源8和安装板4之间。该异物侵入防止框5通过粘结材料或胶带等被安装。该异物侵入防止框5是在光源8和安装板4之间，防止垃圾等异物侵入到偏光元 件1的反射面2的周围。如图2所示，异物侵入防止框5和热管7的交叉部分，是在热管7的上表面安装异 物侵入防止框5。另外，如图2所示，热管7的散热部7b设置在异物侵入防止框5的外侧。 因此，如图2所示，能够使冷却风17与散热部7b接触。由此，能够提高冷却效果。另外，如图2所示，在热管7的散热部7b上设置有散热片18。投影仪的冷却构造 20只通过安装板4就能够进行偏光元件1的散热。但是，通过将散热片18设置在安装板4 上，能够增大散热面积。另外，由于散热面积增加，不仅散热量增大，而且热管7的等价热传导率也变大， 所以通过复合效果，能够进一步有效地降低偏光元件1的温度。根据投影仪的安装构造，来确定散热片18的最佳的散热片形状、散热片间距和散 热片尺寸。例如，在风的方向一定的情况下，如果使用板状翅片(Plate fin)，在接触不到风 扇的风的自然空冷的情况下，散热片间距形成得较宽(5 IOmm左右)。随着风速变大，散 热片的间距变窄Omm左右)。由此，能够得到最佳的散热量。下面，参照图1及图2详细说明本实施方式的投影仪的冷却构造20的动作。首先，如图1所示，从光源8输入的入射光10被偏光元件1的反射面2反射，成为 出射光9。此时，光具有的能量成为辐射热，对偏光元件1自身加温。另外，通过在光源8和 偏光元件1之间设置的遮光板6也产生辐射。该辐射热是从偏光元件1向热传导部件3传热，通过热传导向安装板4传热。另 外，在安装板4上以包围偏光元件1的方式配置有热管7，所以，向该热管7传热。在热管7 中，减压并封入有水等液体。由此，如果存在温度差，则产生蒸发-冷凝的热循环。从受热部7a蒸发的液体体积膨胀，压力上升，同时，瞬时向压力低的散热部7b散 热，之后液化。液体通过热管7的内部的被称为灯芯(wick)的毛细管，通过毛细管现象再 返回受热部7a。基于该热管7的沸腾热传递的等价热传导率与铜等金属的热传导率相比，为10倍
6至20倍。由此，不需要增加安装板4的板厚，也就是说，不用改变光源8和偏光元件1的反 射面2之间的光学上重要的距离，就能够向散热部7b输送热。如上述说明的那样，根据本实施方式的投影仪的冷却构造20，形成为在偏光元件 1的反射面2和遮光板6之间具有热管7的受热部7a的构造。而且，热管7与安装有偏光 元件1的安装板4接触。由此，能够将偏光元件1通过辐射被传热的热量，在传向偏光元件1的背面的冷却 面11之前的阶段受热，将热量输送到异物侵入防止框5的外侧之后，进行散热。另外，在散 热部7b设置有考虑了冷却风17的强度、辐射量、偏光元件1应满足的温度等的散热片18。因此，能够降低因来自光源8的辐射热引起的偏光元件1的温度上升。因此，即使 提高投影仪的亮度，也能够将偏光元件1的温度抑制在规定温度以下，能够延长偏光元件1 的寿命。工业实用性本发明适用于投影仪的偏光元件的冷却这样的用途等。
权利要求
1.一种投影仪，具有光源；具有反射面的偏光元件；经由热传导性部件以所述反射面 与所述光源相对的方式保持所述偏光元件的安装板；在所述光源和所述安装板之间以包围 所述反射面的方式设置的异物侵入防止框，其特征在于，还具有以包围所述偏光元件的至少一边的方式设置的受热部； 在所述安装板上设置于所述异物侵入防止框的外侧的散热部； 具有所述受热部和所述散热部的热管。
2.如权利要求1所述的投影仪，其特征在于，所述热管与所述安装板成为一体。
3.如权利要求1所述的投影仪，其特征在于，所述散热部具有散热片，所述散热片被安 装在所述安装板上。
4.如权利要求1所述的投影仪，其特征在于，所述受热部与设置在所述光源和所述安 装板之间的遮光板和该安装板热连接。
全文摘要
本发明提供一种投影仪。该投影仪具有光源(8)；具有反射面(2)的偏光元件(1)；经由热传导性部件(3)以反射面(2)与光源(8)相对的方式保持偏光元件(1)的安装板(4)；在光源(8)和安装板(4)之间以包围反射面(2)的方式设置的异物侵入防止框(5)，其中，还具有以包围偏光元件(1)的至少一边的方式设置的受热部(7a)；在安装板(4)上设置于异物侵入防止框(5)的外侧的散热部；具有受热部(7a)和散热部的热管(7)。
文档编号G03B21/00GK102089707SQ200980106460
公开日2011年6月8日 申请日期2009年3月25日 优先权日2008年3月26日
发明者千叶正树, 吉川实, 竹内胜幸 申请人:Nec显示器解决方案株式会社, 日本电气株式会社