专利名称：灯单元和具备该灯单元的投影仪装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及将放电灯作为光源对影像进行投影显示的投影仪装置，特别涉及对光源灯适当冷却的投影仪装置的冷却机构。
背景技术：
投影仪装置是将光源发出的光用反射镜、透镜等聚光，透过液晶面板等显示元件来形成光学像，并将该光学像通过投射透镜或投射镜投影到外部屏幕等的装置。作为投影仪装置的光源，一般使用高压水银灯等放电灯。放电灯的背后被反射镜(反射体)覆盖，前方被防爆玻璃覆盖，成为大致密封的方式。由于放电灯在点亮时温度很高而设定了适当的温度，如果超过适当温度持续使用，则将导致灯寿命的缩短及破裂、甚至损坏。因此，设置为了将放电灯保持在适当温度而通过风扇进行强制气冷的冷却机构。投影仪装置中使用的放电灯，其发光部的上部温度尤其高，因此对上部集中冷却来消除放电灯的温度差，使其保持在适当温度。另外，投影仪装置的设置方式，通常为水平设置在桌上的平放(摆放)设置和从天花板垂下设置的吊顶设置。在平放设置时多数情况下向斜上方进行投射，因此保持该姿势安装于天花板时会导致朝向天花板投射。由此，在吊顶设置时，以将投影仪装置上下翻转后的姿势安装使其向斜下方进行投射。此时，投影仪装置内的放电灯也上下翻转。于是，要求灯冷却机构不管是在平放设置还是在吊顶设置的状态下都能够将放电灯保持在适当温度 (温度分布)。作为冷却投影仪装置的放电灯的技术，例如在日本特开平10-106307号公报所记载的技术中，在支承放电灯的灯壳(lamp housing)侧面的上部和下部形成灯冷却用的开口部，设置有对该开口部的开口区域进行选择的闸门部件(shutter)。闸门部件根据灯壳的安装姿势在上下方向上滑动来选择开口区域。由此，即使在灯壳的安装姿势为上下方向颠倒的情况下，也能够将来自冷却风扇的风导向灯壳的上部。
发明内容
近年来，对于投影仪装置的设置方式，根据其用途提出了上述平放设置和吊顶设置以外的姿势的要求。例如，使投射方向朝向桌子上表面等的下方向的下投射设置。在此情况下，将投影仪装置的箱体在垂直方向上立起，装置内的放电灯随之也以垂直方向的姿势使用。下面，将该方式称为“纵置设置”。在日本特开平10-106307号公报中公开的冷却结构，是闸门部件因自重而可在上下方向上移动的结构，对于平放设置和吊顶设置而言，能够将灯的温度很高的上部有效地冷却。但是，对于上述纵置设置而言，则不能够有效地应对。其原因是，因自重而可上下移动的闸门部件不能够在水平方向上移动，而且反而由于在开口部存在闸门部件而导致开口区域变得狭窄，由此灯的冷却效率降低。另外，虽然也能够考虑根据各种设置方式分别设置适于各种方式的冷却机构(冷却风扇、冷却风吹出部)，但是装置结构复杂且使用的冷却部件数量较多，成为成本上升和装置重量增加的主要原因。本发明的目的在于提供一种具备能够根据投影仪装置的各种设置方式(平放、吊顶、纵置)，以简单的结构消除放电灯的温度差，将其保持在适当温度的冷却机构的投影仪
直ο本发明提供一种投影仪装置，其将放电灯作为光源对影像进行投影显示，该投影仪装置包括产生冷却风的冷却风扇；将该冷却风导向放电灯的冷却管道；将从冷却管道送来的冷却风从由分隔板分割成的多个流路供向放电灯的冷却风吹出口 ；和对将冷却风从冷却风吹出口供向放电灯的流路进行切换的风向切换部，其中，风向切换部以使冷却风集中到放电灯的灯泡的重力方向上部侧的方式选择流路。在此，冷却风吹出口的流路由两片分隔板分割成3部分，风向切换部在该装置的设置姿势为平放设置和吊顶设置的情况下，选择被分割成3部分的流路中的重力方向上侧的两个流路，在纵置设置的情况下选择全部3个流路。另外，风向切换部具有遮挡冷却风的流动的挡风球和作为该挡风球的移动路径的引导部，挡风球因自重而在引导部内移动，将冷却风吹出口的流路遮断。根据本发明，不管投影仪装置为平放设置、吊顶设置、纵置设置中的哪一种状态， 放电灯在上下方向都不存在温度差，被保持在适当的温度。由此不仅能够实现放电灯的长寿命化，而且能够以简单的结构实现上述冷却机构。
图1是本发明的投影仪装置的实施例中装置内部的平面结构图。图2是收纳在灯单元1中的放电灯10的截面图。图3是表示灯单元1附近的冷却机构的立体图。图4A是表示投影仪装置的平放设置方式的图。图4B是表示投影仪装置的吊顶设置方式的图。图4C是表示投影仪装置的纵置设置方式的图。图5A是表示投影仪装置在平放设置时冷却风的流动的图。图5B是表示投影仪装置在吊顶设置时冷却风的流动的图。图5C是表示投影仪装置在纵置设置时冷却风的流动的图。
具体实施例方式基于附图对本发明的实施例进行说明。图1表示本发明的投影仪装置的实施例中装置内部的平面结构图。作为主要的结构要素，包括收纳放电灯的灯单元1 ；将冷却风导向灯单元1的冷却管道2 ；产生冷却风的冷却风扇3 ；作为形成光学像的显示元件的液晶面板4 ；和将光学像投影到外部的屏幕等的投射透镜5和投射镜6。
图2是收纳在灯单元1中的放电灯10的截面图。放电灯10由作为光源的灯泡 11、灯芯片(以下简称为芯片)12和从背后覆盖灯泡11的反射镜13构成。点亮放电灯10 时，由于发生热的对流，所以灯泡4的上部侧Ila与下部侧lib相比温度总是更高。放电灯 10的照度维持时间(灯寿命)取决于动作中(点亮中)的灯泡11的上部侧Ila与下部侧 lib的温度差，为了使其长寿命化有必要缩小两者的温度差。即，集中冷却灯泡11的高温侧来缩小温度差即可，但是高温位置随着投影仪装置的设置姿势(设置方式)而发生变化。 于是本实施例中，根据装置的设置姿势，进行冷却风的风向控制。图3为表示灯单元1附近的冷却机构的立体图。放电灯10被灯壳20支承地安装于投影仪装置。在灯壳20的侧面设置有将从冷却管道3送来的灯冷却风向放电灯10供给的冷却风吹出口 21。冷却风吹出口 21通过2片分隔板22分隔其开口部，在上下方向上分割为3个流路23。从灯壳20 —侧(图中上侧)起将3个流路设为23a、23b、23c，冷却风被分隔板22整流后从各流路吹出。进而，在冷却风吹出口 21的跟前(上风侧)设置风向切换部对，对从冷却管道3 送来的灯冷却风向放电灯10吹出的方向(吹出的流路)进行控制。风向切换部M由遮挡冷却风的流动的1个挡风球25和作为挡风球25的移动路径的引导部沈构成。挡风球25 是直径比上述流路的尺寸大的金属球，因其自重在引导部沈内移动。另外，通过冷却风吹出口 21的分隔板22防止挡风球25向下风方向的脱落。在此，以使挡风球25与3个方向的重力方向相应地自由移动，分别在不同的移动目的地稳定地停留的方式，引导部26形成为大致三角形状的移动路径和凹状的球支承部。即，在重力方向为28a时挡风球25的移动位置(稳定位置)为球支承部27a，重力方向为^b时的移动位置为球支承部27b，重力方向为^c时的移动位置为球支承部27c。此外，在重力方向为与纸面垂直的方向^d的情况下，通过使向移动位置27c的移动路径具有倾斜、使球支承部27c的深度比其他的更深， 能够使挡风球25的移动位置为27c。在该图中表示在重力方向为^b时挡风球25移动到 27b的位置并停留的状态。在将风向切换部M安装于冷却风吹出口 21时，引导部沈的移动位置(球支承部)27a和27b分别与冷却风吹出口 21的流路23a和23c的位置对应，移动位置27c设定于与哪一个流路均错开的位置。由此，通过挡风球25在移动到移动位置27a时堵塞流路 23a,挡风球25在移动到移动位置27b时堵塞流路23c，对冷却风的吹出流路进行切换。此外，在挡风球25移动到移动位置27c时，哪一个流路均不被堵塞，因此冷却风均勻地吹出。 当投影仪装置的设置姿势改变时，风向切换部M的姿势也改变，对应于此时的重力方向， 挡风球25因自重而移动，由此切换冷却风的吹出方向。这样，将设置在灯壳20的侧面的冷却风吹出口 21以分隔板22进行3分割而形成 3个流路23a 23c，通过风向切换部M根据投影仪装置的设置姿势选择最佳的流路，来控制冷却风的吹出方向。这种冷却机构能够以追加分隔板22和风向切换部M的简单的结构实现。图4A 图4C是表示投影仪装置的各种设置方式的附图。在各附图中41为投影仪装置、42为投射镜、43为投射面。图4A所示为平放设置的情况，将投影仪装置41水平地放置在桌上，从投射镜42 向垂直的投射面43投射影像。图4B所示为吊顶设置的情况，将投影仪装置41通过支柱从天花板悬吊垂下，从投射镜42向垂直的投射面43投射影像。图4C所示为纵置设置的情况， 将投影仪装置41纵置载置在兼作投射面43的桌上，将影像从投射镜42投射到水平的投射面43。当投影仪装置41的设置方式改变时，内置的灯单元1(放电灯10)的姿势改变。 即，在灯单元1为图1的配置的情况下，在各设置方式中灯泡11的轴方向为大致水平，但是对于灯泡11的重力方向上部侧的部分替换。图5A 图5C是表示投影仪装置的各设置方式中冷却风的流动的图。此处表示灯冷却机构整体的截面图(图1中的A-A截面)，和放电灯10的截面图(B-B截面)。重力方向以箭头观表示，冷却风的流动以箭头四表示。图5A所示为平放设置的情况，风向切换部M内的挡风球25因自重而稳定在引导部26内的重力下方的移动位置27b。其结果是将冷却风吹出口 21的下部流路23c遮断，选择剩余的上部流路23a和中央部流路2 作为冷却风吹出口。用来自上部流路23a的冷却风对灯泡11的上部侧Ila进行冷却，用来自中央部流路23b的冷却风冷却芯片12。图5B所示为吊顶设置的情况，相对于图5A的平放设置的情况，冷却风吹出口 21 与风向切换部M的上下方向反转。风向切换部M内的挡风球25因自重而稳定在引导部 26内的重力下方的移动位置27a。其结果是将冷却风吹出口 21的下部流路23a遮断，选择剩余的上部流路23c和中央部流路2 作为冷却风的吹出口。从上部流路23c对灯泡11 的上部侧Ila进行冷却，从中央部流路2 对芯片12进行冷却。图5C所示为纵置设置的情况，相对于图5A的平放设置、图5B的吊顶设置的情况， 冷却风吹出口 21的各流路23a、23b、23c配置在水平方向上。此时，冷却风吹出口 21配置在放电灯10(灯泡11、芯片1 的重力上方。风向切换部M内的挡风球25因自重而稳定在引导部沈内的重力下方的移动位置27c。在此情况下，挡风球25不会遮断流路23a、23b、 23c。即，3个流路全部被选择为冷却风的吹出口。从左部的流路23a和右部的流路23c对灯泡11的上部侧Ila进行冷却，从中央部的流路2 对芯片12进行冷却。通过进行上面这样的冷却风的风向控制，不管在投影仪装置的平放设置、吊顶设置、纵置设置中的哪一种状态下，都能够使吹向放电灯内成为高温的灯泡上部侧的冷却风集中来抑制温度上升，消除灯泡上部侧与下部侧的温度差，保持在适当温度。由此，不但能够实现放电灯的长寿命化，而且还能够以简单的结构实现以此为目标的冷却机构。
权利要求
1.一种投影仪装置，其将放电灯作为光源对影像进行投影显示，该投影仪装置的特征在于，包括产生冷却风的冷却风扇；将该冷却风导向所述放电灯的冷却管道；将从该冷却管道送来的冷却风从由分隔板分割成的多个流路供向所述放电灯的冷却风吹出口 ；和对将冷却风从该冷却风吹出口供向所述放电灯的流路进行切换的风向切换部，其中该风向切换部以使冷却风集中到所述放电灯的灯泡的重力方向上部侧的方式选择流路。
2.如权利要求1所述的投影仪装置，其特征在于所述冷却风吹出口的流路由两片分隔板分割成3部分，所述风向切换部，在该装置的设置姿势为平放设置和吊顶设置的情况下，选择被分割成3部分的流路中的重力方向上侧的两个流路，在纵置设置的情况下选择全部3个流路。
3.如权利要求1或2所述的投影仪装置，其特征在于所述风向切换部具有遮挡冷却风的流动的挡风球和作为该挡风球的移动路径的引导部，该挡风球因自重而在引导部内移动，将所述冷却风吹出口的流路遮断。
4.如权利要求3所述的投影仪装置，其特征在于所述风向切换部设置在所述冷却风吹出口的跟前，所述挡风球是直径比所述各流路的尺寸大的金属球，通过该冷却风吹出口的分隔板来防止该挡风球脱落。
5.一种灯单元，其为至少能够以两种设置姿势使用的光投射投影仪的灯单元，该灯单元的特征在于，包括放电灯；和冷却风喷出部，其在铅直方向上具有多个冷却风的喷出口，根据设置姿势对所述喷出口的冷却风的喷出进行控制，将冷却风向所述放电灯喷出。
6.如权利要求5所述的灯单元，其特征在于所述冷却风喷出部具有在铅直方向上设置的冷却风的第一喷出口、第二喷出口和第三喷出口，在第一设置姿势下，从相邻的第一喷出口和第二喷出口喷出冷却风， 在第二设置姿势下，从相邻的第二喷出口和第三喷出口喷出冷却风。
7.如权利要求6所述的灯单元，其特征在于所述冷却风喷出部，在第三设置姿势下，从第一喷出口、第二喷出口和第三喷出口喷出冷却风。
8.如权利要求5所述的灯单元，其特征在于 所述冷却风喷出部包括遮挡所述喷出口的通风路径的金属球；和在铅直方向上并列设置的冷却风的第一喷出口、第二喷出口和第三喷出口， 相应于第一设置姿势，所述金属球因自重而移动，将来自所述第三喷出口的冷却风的通风遮断，相应于第二设置姿势，所述金属球因自重而移动，将来自所述第一喷出口的冷却风的通风遮断，相应于第三设置姿势，所述金属球因自重而移动，从所述第一喷出口、第二喷出口和第三喷出口喷出冷却风。
9.如权利要求8所述的灯单元，其特征在于，所述冷却风喷出部具有引导部，该引导部包括三角形状的移动路径和凹状的球支承部，所述凹状的球支承部位于所述移动路径的三角形状的顶点，并且两个球支承部与所述第一喷出口和所述第三喷出口对应地设置。
全文摘要
本发明提供一种灯单元和具备它的投影仪装置。从冷却管道(3)送来的冷却风，从具有由分隔板(22)分割出的多个流路(23a～23c)的冷却风吹出口(21)被供给至放电灯(10)。风向切换部(24)对将冷却风从冷却风吹出口(21)供给至放电灯(10)的流路进行切换。风向切换部(24)内的挡风球(25)因其自重而在引导部(26)内移动，将冷却风吹出口(21)的流路遮断。由此，即使投影仪装置的设置姿势在平放设置、吊顶设置和纵置设置之间改变，也能够使冷却风集中到放电灯(10)的灯泡的重力方向上部侧(11a)，消除放电灯(10)的温度差。通过该结构，根据投影仪装置的各种设置方式(平放、吊顶、纵置)，以简单的结构消除放电灯的温度差而保持适当的温度。
文档编号G03B21/20GK102269919SQ201110111879
公开日2011年12月7日 申请日期2011年4月26日 优先权日2010年6月4日
发明者井上弘之, 前原浩志, 大森岳, 齐藤秀春 申请人:日立民用电子株式会社