视频显示装置和冷却系统的制作方法
视频显示装置和冷却系统的制作方法
【专利摘要】一种视频显示装置，包括：包括光源和光学部件的视频处理单元，所述视频处理单元生成并显示视频信号；以及冷却所述光源和所述光学部件的冷却机构单元，其中所述冷却机构单元包括：空气冷却风扇，生成用于冷却所述光学部件的冷却空气，以在装置中循环；热交换器，布置在循环的冷却空气的流路中，对冷却所述光学部件之后获得的冷却空气进行从高温到低温的热交换；冷却器，通过冷却液来冷却所述光源中生成的热和所述热交换器中生成的热；以及循环热调节器，在将所述冷却液的液体温度管理成恒定温度的同时，相对于所述冷却器循环所述冷却液。
【专利说明】视频显示装置和冷却系统
【技术领域】
[0001]本公开涉及一种进行视频显示的视频显示装置以及一种进行冷却的冷却系统。
【背景技术】
[0002]投影仪装置是这样一种用于显示视频的装置，其通过用来自光源的光照射液晶面板，并通过投影透镜将透过液晶面板的光投射到屏幕上。
[0003]在这样的投影仪装置中，由于光源的热，各种光学部件将处于高温。相应地，例如通过利用空气冷却风扇将外部空气取入装置外壳中以进行冷却。
[0004]在利用空气冷却风扇将外部空气取入到外壳中以进行冷却的方法之中，在取入外部空气的同时也取入了灰尘，并且灰尘可附着于各种光学部件。
[0005]当灰尘被取入时，灰尘会遮挡液晶面板的透射光或者使光漫反射，这会在图像上造成污溃或污点。相应地，在空气冷却风扇的进气侧设置防尘过滤器，以去除灰尘。
[0006]作为现有技术，提出了通过包括热接收板和热电元件的辐射器部分从流过导管的冷却介质接收热的冷却装置。
[0007]现有技术的示例公开于JP-A-2006-343498中。
[0008]如上所述，通过过滤器使灰尘得到去除的空气通常用作冷却投影仪装置的光学部件的空气。
[0009]然而，由于难以完全去除诸如汽化油和香烟烟雾等极小灰尘，在通过过滤器进行去除之后残留的灰尘会附着到光学部件。
[0010]相应地，有必要定期清洁光学部件，并且由于过滤器被逐渐堵塞，所以定期更换/清洁过滤器也是必要的。
[0011]此外，随着过滤器被堵塞，空气冷却风扇的空气取入力会变弱，并且冷却力会降低。于是，光学部件的温度会增加，因此，难以保持稳定的冷却。另外，由于通过取入外部空气的空气冷却风扇来进行冷却会受外部空气温度的影响，所以由于该原因也难以保持稳定的冷却。
[0012]如上所述，在使用取入外部空气的冷却风扇以及防尘过滤器的现有技术冷却方法中，存在维护/检查工时增加的问题，并由此更加难以保持稳定冷却。
[0013]另一方面，作为与使用取入外部空气的冷却风扇和防尘过滤器的冷却方法不同的冷却方法，存在这样一种方法，其中在待冷却部件附近布置水冷套，并且通过使用致冷机(thermo-chiller)来循环恒温水。
[0014]然而，由于光源具有特别高的发热量，所以在现有技术中，与用于冷却棱镜的水冷套分开地设置用于光源的水冷套。相应地，水冷套数量和导管数量会增加，这可增加冷却所需的部件数量。
【发明内容】
[0015]鉴于上述情况，希望提供一种视频显示装置和冷却系统，其能够减少维护/检查的工时以及冷却所需的部件数量从而进行稳定的冷却。
[0016]本公开的一个实施例提供了一种视频显示装置。该视频显示装置包括:包括光源和光学部件的视频处理单元，所述视频处理单元生成并显示视频信号；以及冷却所述光源和所述光学部件的冷却机构单元。所述冷却机构单元包括空气冷却风扇、热交换器、冷却器和循环热调节器。所述空气冷却风扇生成用于冷却所述光学部件的冷却空气，以在装置中循环。所述热交换器布置在循环的冷却空气的流路中，并对冷却所述光学部件之后获得的冷却空气进行从高温到低温的热交换。所述冷却器通过冷却液来冷却所述光源中生成的热和所述热交换器中生成的热。所述循环热调节器在将所述冷却液的液体温度管理成恒定温度的同时，相对于所述冷却器循环所述冷却液。
[0017]根据本公开的实施例，能够减少维护/检查的工时和冷却所需的部件数量，从而进行稳定的冷却。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是示出视频显示装置的结构示例的图；
[0019]图2是示出光学区块的结构示例的图；
[0020]图3是示出光学区块的操作的视图；
[0021]图4是示出光学区块的冷却机构的视图；
[0022]图5是示出冷却机构的视图；
[0023]图6是示出变型示例的视图；以及
[0024]图7是示出变型示例的视图。
【具体实施方式】
[0025]下文中，将参考【专利附图】
【附图说明】本公开的实施例。图1是示出视频显示装置的结构示例的图。视频显示装置I设置有包括光源(激光光源)20-1和光学部件20-2的产生并显示视频信号的视频显示单元20以及冷却光源20-1和光学部件20-2的冷却机构单元10。视频显示装置I例如对应于投影仪装置。
[0026]冷却机构单元10包括空气冷却风扇10a、热交换器10b、冷却器IOc和循环热调节器10d。空气冷却风扇IOa取入在装置中进行热交换之后获得的低温空气，并产生用于冷却光学部件20-2的冷却空气以在装置中循环。
[0027]热交换器IOb布置在循环冷却空气的流路中，进行在冷却光学部件20-2之后获得的冷却空气从高温到低温的热交换。冷却器IOc通过冷却液使光源20-1中产生的热以及热交换器IOb中产生的热冷却。
[0028]循环热调节器IOd使冷却液相对于冷却器IOc循环，同时管理冷却液的液体温度以保持固定温度。冷却液通过导管Pl透射到冷却器10c，并通过导管p2返回循环热调节器IOcL
[0029]如上所述，在视频显示装置I中，用于冷却光学部件20-2的冷却空气通过空气冷却风扇IOa循环，并且热交换器IOb布置在循环的冷却空气的流路之中。然后，连接到循环热调节器IOd的冷却器IOc使光源20-1和热交换器IOb两者冷却。
[0030]也就是说，在视频显示装置I中，冷却器IOc直接冷却温度比光学部件20-2(第一冷却目标部件)高的光源20-1 (第二冷却目标部件)。另外，光学部件20-2被空气冷却风扇IOa产生的冷却空气所冷却，而冷却之后获得的高温空气被施加到热交换器IOb以变换成低温空气，然后，低温空气被空气冷却风扇IOa取入。施加高温空气之后在热交换器IOb中产生的热也由冷却光源20-1的同一冷却器IOc冷却。
[0031]根据上述结构，由于不必设置如现有技术中那样设置用于冷却棱镜的冷却器以及用于冷却光源的冷却器，所以部件数量和导管数量能够减少，这能够大幅地减少冷却所需的部件数量。
[0032]另外，由于不使用外部空气来冷却，所以像现有技术中那样使用取入外部空气的空气冷却风扇和防尘过滤器时进行的维护不再必要，这能够大幅减少维护/检查的工时。还能够保持不受外部空气温度变化影响的稳定冷却。
[0033]接下来，将说明光学部件20-2内的光学区块(opticalblock)的结构。图2是示出光学区块的结构示例的图。示出了 LCOS(硅上液晶)型光学区块2，其具有T形棱柱结构。
[0034]光学区块2包括红色(R)反射型IXD(液晶显示器)20r、绿色(G)反射型IXD20g和蓝色(B)反射型LCD20b，作为反射型液晶面板。
[0035]前PBS (偏振分束器)21r、主 PBS22r、后 PBS23r 和缓冲棱镜(bufferprism) 24r 等各种棱镜布置在红色反射型IXD20r周围。
[0036]补偿滤光片(trimmingfilter)21r-l设置在前PBS21r的入射面上，并且1/2波长板21r-2设置在前PBS21r的出射面上。此外，1/4波长板22r_l设置在主PBS22r和红色反射型IXD20r之间。
[0037]前PBS21g、主PBS22g和后PBS23g以及缓冲棱镜24g等各种棱镜布置在绿色反射型IXD20g的周围。
[0038]补偿滤光片21g_l设置在前PBS21g的入射面上，并且1/2波长板21g_2设置在前PBS21g的出射面上。此外，1/4波长板22g-l设置在主PBS22g和绿色反射型IXD20g之间。
[0039]前PBS21b、主PBS22b和后PBS23b以及缓冲棱镜24b等各种棱镜布置在蓝色反射型IXD20b的周围。
[0040]补偿滤光片21b_l设置在前PBS21b的入射面上，并且1/2波长板21b_2设置在前PBS21b的出射面上。此外，1/4波长板22b-l设置在主PBS22b和蓝色反射型IXD20b之间。
[0041]此外,还包括:二向色镜25,将光分离成绿色光和蓝色光；和4p棱镜26,合并偏光转换之后的红色光、绿色光和蓝色光并射出所合并的光。1/2波长板24r-l设置在4p棱镜26和缓冲棱镜24r之间。
[0042]而且，1/2波长板24b_l设置在4p棱镜26和缓冲棱镜24b之间。I/4波长板26a设置在4p棱镜26的出射面上。
[0043]此外，散热器20r-l、20g_l和20b_l设置在红色反射型IXD20r、绿色反射型IXD20g和蓝色反射型IXD20b上。
[0044]散热器20r_l的一个平坦表面粘结至红色反射型IXD20r，而用于释放热量的梳形鳍片设置在另一表面上。相似地，散热器20g-l的一个平坦表面粘结至绿色反射型IXD20g，并且梳形鳍片设置在另一表面上。散热器20b-l的一个平坦表面粘结至蓝色反射型IXD20b，并且梳形鳍片设置在另一表面上。散热器20r-l、20g-l和20b_l的材料例如是铜或招。
[0045]接下来，将说明光学区块2的操作。图3是示出光学区块的操作的视图。在光学区块2中，通过进行从P波到S波或从S波到P波的转换使偏光对准，来增加对比度。
[0046]考虑红色光(R)的光路，首先，红色光入射到前PBS21r。此时，设置在前PBS21r入射面上的补偿滤光片21r-l从入射的红色光中去除无用波长分量的光。
[0047]在透过补偿滤光片21r_l之后的红色光中，前PBS21r反射除P波光以外的光(图中的虚线箭头)并只透射P波红色光。设置在前PBS21r的出射面上的1/2波长板21r_2将从前PBS21r射出的P波红色光转换成S波红色光，以入射到主PBS22r。
[0048]主PBS22r朝向红色反射型IXD20r反射S波红色光。在将光转换成P波红色光之后，红色反射型IXD20r反射S波红色光。
[0049]此时，设置在主PBS22r和红色反射型IXD20r之间的1/4波长板22r_l透射在主PBS22r上反射的S波红色光，并使该光入射到红色反射型IXD20r。1/4波长板22r_l透射在红色反射型LCD20r中受到空间调制且转换成P波的红色光，并使该光再次入射到主PBS22r。
[0050]在红色反射型IXD20r中生成的P波红色光透过主PBS22r、后PBS23r和缓冲棱镜24r。然后，设置在4p棱镜26和缓冲棱镜24r之间的1/2波长板24r_l将从缓冲棱镜24r射出的P波红色光转换成S波，并使该光入射到4p棱镜26。
[0051]入射到4p棱镜26的S波红色光在4p棱镜26上反射、透过1/4波长板26a并朝未示出的投影透镜射出(图中的R(S))。
[0052]考虑绿色光(G)的光路，首先，当绿色和蓝色混合光入射到二向色镜25时，绿色光被反射而蓝色光被透射，从而将光分离成绿色光和蓝色光。
[0053]被反射的绿色光入射到前PBS21g。此时，设置在前PBS21g的入射面上的补偿滤光片21g-l从入射的绿色光中去除无用波长分量的光。
[0054]在透过补偿滤光片21g_l之后的绿色光中，前PBS21g反射除P波光以外的光(图中的虚线箭头)并只透射P波绿色光。设置在前PBS21g的出射面上的1/2波长板21g-2将从前PBS21g射出的P波绿色光转换成S波绿色光，以入射到主PBS22g。
[0055]主PBS22g朝向绿色反射型IXD20g反射S波绿色光。在将光转换成P波绿色光之后，绿色反射型IXD20g反射S波绿色光。
[0056]此时，设置在主PBS22g和绿色反射型IXD20g之间的1/4波长板22g_l透射在主PBS22g上反射的S波绿色光，并使该光入射到绿色反射型IXD20g。1/4波长板22g_l透射在绿色反射型LCD20g中受到空间调制且转换成P波的绿色光，并使该光再次入射到主PBS22g。
[0057]在绿色反射型IXD20g中生成的P波绿色光透过主PBS22g、后PBS23g和缓冲棱镜24g。然后，从缓冲棱镜24g射出的P波绿色光入射到4p棱镜26。
[0058]入射到4p棱镜26的P波绿色光透过4p棱镜26和1/4波长板26a，并朝未示出的投影透镜射出(图中的G(P))。
[0059]考虑蓝色光(B)的光路，首先，当绿色和蓝色混合光入射到二向色镜25时，绿色光被反射而蓝色光被透射，从而使光分离成绿色光和蓝色光。
[0060]被反射的蓝色光入射到前PBS21b上。此时，设置在前PBS21b的入射面上的补偿滤光片21b-l从入射的蓝色光中去除无用波长分量的光。
[0061]在透过补偿滤光片21b_l之后的蓝色光中，前PBS21b反射除P波光以外的光(图中的虚线箭头)并只透射P波蓝色光。设置在前PBS21b的出射面上的1/2波长板21b-2将从前PBS21b射出的P波蓝色光转换成S波蓝色光，以入射到主PBS22b。
[0062]主PBS22b朝向蓝色反射型IXD20b反射S波蓝色光。在将光转换成P波蓝色光之后，蓝色反射型IXD20b反射S波蓝色光。
[0063]此时，设置在主PBS22b和蓝色反射型IXD20b之间的1/4波长板22b_l透射在主PBS22b上反射的S波蓝色光，并使该光入射到蓝色反射型IXD20b。1/4波长板22b_l透射在蓝色反射型IXD20b中受到空间调制且转换成P波的蓝色光，并使该光再次入射到主PBS22b。
[0064]在蓝色反射型IXD20b中生成的P波蓝色光透过主PBS22b、后PBS23b和缓冲棱镜24b。然后，设置在4p棱镜26和缓冲棱镜24b之间的1/2波长板24b_l将从缓冲棱镜24b射出的P波蓝色光转换成S波，并使该光入射到4p棱镜26。
[0065]入射到4p棱镜26的S波蓝色光在4p棱镜26上反射、透过1/4波长板26a并朝未示出的投影透镜射出(图中的B(S))。
[0066]接下来，将相对于光学区块2说明现有技术的冷却机构。图4是示出光学区块的冷却机构的视图。示出了在投影仪装置中使用了空气冷却风扇51r、51g和51b以及防尘过滤器50的现有技术冷却机构。
[0067]图4是从图2的A方向看到的视图，其中空气冷却风扇51r、51g和51b以及防尘过滤器50布置在光学区块2附近(相应地，来自4p棱镜26的出射光沿纸面上方方向射出)。
[0068]空气冷却风扇51r布置成靠近红色反射型IXD20r，空气冷却风扇51g布置成靠近绿色反射型IXD20g，而空气冷却风扇51b布置成靠近蓝色反射型IXD20b。防尘过滤器50布置在各空气冷却风扇51r、51g和51b的进气侧。
[0069]在现有技术冷却机构中，通过使用由防尘过滤器50去除了灰尘之后的外部空气从空气冷却风扇51r、51g和51b生成的冷却空气被施加到给定部件(散热器等)，以进行冷却。
[0070]但是，上面的冷却机构具有如下问题。
[0071]*定期更换/清洁防尘过滤器50将是必要的。
[0072]*即使使用了防尘过滤器50时，诸如汽化油和香烟烟雾等极小的灰尘也难以被去除。诸如自动清洁系统或过滤器卷取系统等自动化不会是用于去除细小灰尘的根本解决方案。
[0073]*定期清洁光学部件将是必要的，因为当未被防尘过滤器50去除的灰尘附着于相应光学部件的光路时亮度会降低。
[0074]*随着防尘过滤器50被逐渐堵塞，光学部件的温度也会增加，难以保持稳定冷却并且光学性能会降低。另外，由于通过空气冷却风扇进行的冷却会受外部空气温度的影响，所以难以保持稳定的冷却。
[0075]*由于难以采取对策针对布置在防尘过滤器50附近的空气冷却风扇51r、51g和51b中的噪声(因为它们具有通过取入外部空气来生成冷却空气的结构)，风扇噪声是显著的。[0076]另一方面，作为不同于上述冷却方法的冷却方法，存在这样一种方法，其中水冷套 布置在待冷却部件附近，并且通过致冷机来循环恒温水。
[0077]然而，现有技术中设置了用于冷却棱镜的水冷套和用于光源的水冷套，因此，存在 这样的问题，即水冷套的数量和导管的数量会增加。
[0078]鉴于以上情况，希望提供一种视频显示装置和冷却系统，其能够减少维护/检查 的工时以及冷却所需的部件数量，从而进行稳定的冷却。
[0079]接下来，将说明根据本公开的实施例的视频显示装置I的冷却机构。图5是示出 冷却机构的视图。示出了装置(冷却系统)中的循环冷却机构。图5是示出从红色反射型 IXD20r的方向看到的图2中的光学区块2的视图。
[0080]视频显示装置1-1设置有投影透镜3、视频生成单元Ia和致冷机(循环热调节 器)56。视频生成单元Ia包括光学区块2、照明单元30、光源4、空气冷却风扇51至53、水 冷套(冷却器)54、热交换器55以及支撑部61和62。
[0081]照明单元30中的各光学部件和光源4在视频生成单元Ia中被支撑部61和62覆 盖。支撑部61具有臂al和a2。
[0082]光源4和接触光源4的水冷套54布置在支撑部61内位于未设置臂al和a2的底 面上。准直透镜31a以及复眼透镜32a和32b布置在支撑部61的臂al和a2之间，使得准 直透镜31a以及复眼透镜32a和32b被臂al和a2支撑。
[0083]支撑部62具有臂a3和a4，其布置成面对支撑部61的臂al和a2。准直透镜31b 和二向色镜34布置在臂a3和a4之间，使得准直透镜31b和二向色镜34被臂a3和a4支撑。
[0084]水冷套54的一个面直接接触光源4，并且相反的另一面直接接触热交换器55 (例 如，散热器或辐射器结构)。水冷套54具有循环液体(例如，水)的输入部分IN和输出部 分0UT，其通过导管pi和p2连接到致冷机56。
[0085]将说明光学系统的操作。首先，从光源4射出的红色光(R)、绿色光(G)和蓝色光 (B)入射到准直透镜31a。准直透镜31a和31b通过两片透镜的组合使红色光、绿色光和蓝 色光成为平行光。
[0086]复眼透镜32a和32b通过两片透镜的组合使红色光、绿色光和蓝色光均匀化。PS 转换器33将S波转换成P波。
[0087]二向色镜34进行红色光、绿色光和蓝色光的颜色分离，以允许红色光、绿色光和 蓝色光分别入射到后段的光学区块2的给定位置。
[0088]在此之后，从照明单元30射出的光入射到光学区块2，并且从光学区块2射出的红 色光、绿色光和蓝色光入射到投影透镜3。投影透镜3将视频投射到未示出的屏幕上。由于 光学区块2的操作已经在上文描述，所以省略说明。
[0089]接下来，将说明冷却机构的结构及操作。包括待冷却部件(光学区块2和光源4) 的视频生成单元Ia被壳壁wl覆盖，相对于外部空气具有密封结构。另外，在壳壁wl与支 撑部61、62的外壁《2之间形成的路径具有导管结构，并且该导管“d”是冷却空气的流路。
[0090]空气冷却风扇51和52邻近光学区块2设置，而空气冷却风扇53邻近照明单元30 设置。具体地，空气冷却风扇53布置在支撑部61的臂a2和支撑部62的臂a4之间的空间 处。[0091]在此，作为相对于光源4的冷却操作，从致冷机56传来的循环液体通过输入部分 IN进入水冷套54的内部，从而冷却直接接触水冷套54的光源4的热。用于冷却的循环液 体通过输出部分OUT传输到致冷机56。
[0092]致冷机56在管理液体温度的同时使作为冷却液的水循环，从而保持冷却目标的 温度恒定。用于冷却的水通过导管Pl传输到水冷套54，并通过导管p2返回到致冷机56。 在致冷机56内包括有用于循环冷却介质和水的回路,并且通过该回路在冷却介质和水之 间进行热交换。
[0093]考虑光学部件(光学区块2和照明单元30)的冷却操作，空气冷却风扇51和52产 生冷却空气，从而冷却光学区块2。空气冷却风扇53产生冷却空气，从而冷却照明单元30。
[0094]冷却光学区块2之后获得的高温空气沿顺时针方向流过导管“d”，被施加到并通 过热交换器55 (空气也被施加到水冷套54)。从支撑部61的臂al和支撑部62的臂a3之 间的空间输出的高温空气也沿顺时针方向流过导管“d”，被施加到并通过热交换器55。
[0095]直接接触水冷套54的热交换器55进行热交换，这允许沿顺时针方向流过导管“d” 的高温空气成为温度，并且热交换之后获得的低温空气在导管“d”中进一步沿顺时针方向 流动。
[0096]通过热交换器55变成温度的空气被空气冷却风扇51至53的进气口取入，并用于 再次冷却光学区块2和照明单元30，此后在视频生成单元Ia中循环以进行冷却。
[0097]根据上述结构，视频显示装置1-1例如具有以下优点。
[0098]*由于无防尘过滤器结构而能够实现“免维护”。
[0099]*通过将用于冷却光源的水冷套兼作用于冷却空气的热交换器，能够减少水冷套 的部件数量和导管数量。
[0100]*由于密封结构使得灰尘不会从外部空气进入，所以灰尘不会附着至光学部件。
[0101]*由于空气还直接施加到水冷套，所以即使在露点温度附近也很难发生冷凝。
[0102]*因密封结构，使得空气冷却风扇的风扇噪声降低。
[0103]*即使在外部空气温度变化时，光学部件的温度也因密封结构而恒定，光学性能能 够得到维持。
[0104]接下来，将说明视频显示装置1-1的装置(冷却系统)中的循环冷却机构的变型 示例。图6和图7是示出变型示例的视图。图6是视频显示装置的变型示例的示意图，而 图7示出了从光射出侧看到的视频显示装置的变型示例中进行的热交换的冷却流动结构。 图5中所示的视频显示装置1-1具有使热交换器55直接接触水冷套54的结构。
[0105]与上面相反，在根据图6和图7所示变型示例的视频显示装置1-2中，使热接收板 57直接接触水冷套54，并将热交换器55移动至靠近光学区块2和照明单元30的位置。热 接收板57和热交换器55由热管58连接。
[0106]作为热接收板57，例如，由铜或铝制成的板被用作具有高导热率的材料。热接收 板57和热交换器55通过热管58连接。热管58由具有高导热率的材料制成，将由热交换 器55接收到的热传送至热接收板57。传送到热接收板57的热被水冷套54冷却。
[0107]在此，在从光学区块2和照明单元30到光源4的距离长的情况下，应考虑到由空 气冷却风扇51至53生成的循环空气在穿过路径的同时变弱，这可增加温度。
[0108]相应地，为了应对这种结构，将热接收板57设定成接触水冷套54中用于冷却光源的表面的相反侧，并且通过使用述热管58将热交换器55移动至靠近光学区块2和照明单 元30的位置。
[0109]根据上述结构，即使在从光学区块2和照明单元30到光源4的距离长时，也能够 防止因装置中的循环导致的冷却性能的降低。
[0110]如上所述，通过本技术的结构能够省略防尘过滤器，因此，在通过空气进行冷却时 进行的维护是没有必要的。另外，由于空气冷却风扇使用在密封结构中，所以能够降低风扇 噪声。而且，由于即使在外部温度变化时循环液体的温度也保持恒定，所以光学部件的温度 能够一直保持恒定，这确保了光学性能。
[0111]注意，除了用于冷却光学部件的风扇外，投影仪装置还包括用于冷却电源、基板等 的风扇。然而，由于在许多情况下在整个设备中就风扇噪声而言用于光学部件的风扇占主 导，所以当用于光学部件的空气冷却风扇被密封时，风扇噪声会大幅降低，这将极大地促进 噪声降低。
[0112]此外，由于未应用取入外部空气的机构，所以防尘过滤器是没有必要，而且光学部 件能够形成在密封结构中。相应地，诸如小灰尘等异物不会进入，由此，能够显著抑制异物 附着到光学部件。
[0113]此外，由于一个水冷套进行冷却光源以及冷却循环空气所施加到的热交换器两 者，所以通过减少水冷套数量和导管数量，能够大幅减少冷却所需的部件数量，这能够促进 装置规模的减小以及成本的降低。
[0114]本公开可以应用以下构造。
[0115](I) 一种视频显示装置，包括
[0116]包括光源和光学部件的视频处理单元，所述视频处理单元生成并显示视频信号； 以及
[0117]冷却所述光源和所述光学部件的冷却机构单元，
[0118]其中所述冷却机构单元包括
[0119]空气冷却风扇，生成用于冷却所述光学部件的冷却空气，以在装置中循环，
[0120]热交换器，布置在循环的冷却空气的流路中，对冷却所述光学部件之后获得的冷 却空气进行从高温到低温的热交换，
[0121]冷却器，通过冷却液来冷却所述光源中生成的热和所述热交换器中生成的热，以 及
[0122]循环热调节器，在将所述冷却液的液体温度管理成恒定温度的同时，相对于所述 冷却器循环所述冷却液。
[0123](2)如上述⑴所述的视频显示装置，
[0124]其中，包括在装置中支撑所述光源或所述光学部件中的至少一者的支撑部，并且
[0125]使所述冷却空气在由所述支撑部的外壁和所述装置的壳壁形成的导管内循环。
[0126](3)如上述⑴或⑵所述的视频显示装置，
[0127]其中，所述光源、所述光学部件、所述空气冷却风扇、所述热交换器和所述冷却器 形成在密封结构中。
[0128](4) 一种视频显示装置，包括
[0129]包括光源和光学部件的视频处理单元，所述视频处理单元生成并显示视频信号；以及
[0130]冷却所述光源和所述光学部件的冷却机构单元，
[0131]其中所述冷却机构单元具有
[0132]空气冷却风扇，生成用于冷却所述光学部件的冷却空气，以在装置中循环，
[0133]热交换器，布置在循环的冷却空气的流路中，对冷却所述光学部件之后获得的冷 却空气进行从高温到低温的热交换，
[0134]热传导构件，传输在所述热交换器中生成的热，
[0135]热接收板，接收所传输的热，
[0136]冷却器，通过冷却液来冷却所述光源中生成的热和所述热接收板中生成的热，以 及
[0137]循环热调节器，在将所述冷却液的液体温度管理成恒定温度的同时，相对于所述 冷却器循环所述冷却液。
[0138](5)如上述⑷所述的视频显示装置，
[0139]其中，包括在装置中支撑所述光源或所述光学部件中的至少一者的支撑部，并且
[0140]使所述冷却空气在由所述支撑部的外壁和所述装置的壳壁形成的导管内循环。
[0141](6)如上述⑷或(5)所述的视频显示装置，
[0142]其中，所述光源、所述光学部件、所述空气冷却风扇、所述热交换器、所述热传导构 件、所述热接收板和所述冷却器形成在密封结构中。
[0143](7) 一种冷却系统，包括
[0144]空气冷却风扇，生成用于冷却第一冷却目标部件的冷却空气，以在装置中循环，
[0145]热交换器，布置在循环的冷却空气的流路中，对冷却所述第一冷却目标部件之后 获得的冷却空气进行从高温到低温的热交换，
[0146]冷却器，通过冷却液来冷在比起所述第一冷却目标部件处于较高温度的第二冷却 目标部件中生成的热和在所述热交换器中生成的热，以及
[0147]循环热调节器，在将所述冷却液的液体温度管理成恒定温度的同时，相对于所述 冷却器循环所述冷却液。
[0148]在不背离本实施例的要旨的范围内，可以对上述实施例进行各种修改。
[0149]此外，在上述实施例中，本领域的技术人员可以想到各种替代和变型。实施例并不 局限于上述具体结构和应用示例。
[0150]本公开包含与2012年6月25日在日本专利局提交的日本优先权专利申请 JP2012-141643所公开的主题有关的主题，其全部内容通过引用并入本文。
【权利要求】
1.一种视频显示装置，包括: 包括光源和光学部件的视频处理单元，所述视频处理单元生成并显示视频信号；以及 冷却所述光源和所述光学部件的冷却机构单元， 其中所述冷却机构单元包括 空气冷却风扇，生成用于冷却所述光学部件的冷却空气，以在装置中循环， 热交换器，布置在循环的冷却空气的流路中，对冷却所述光学部件之后获得的冷却空气进行从高温到低温的热交换， 冷却器，通过冷却液来冷却所述光源中生成的热和所述热交换器中生成的热，以及循环热调节器，在将所述冷却液的液体温度管理成恒定温度的同时，相对于所述冷却器循环所述冷却液。
2.根据权利要求1所述的视频显示装置， 其中，包括在装置中支撑所述光源或所述光学部件中的至少一者的支撑部，并且 使所述冷却空气在由所述支撑部的外壁和所述装置的壳壁形成的导管内循环。
3.根据权利要求1所述的视频显示装置， 其中，所述光源、所述光学部件、所述空气冷却风扇、所述热交换器和所述冷却器形成在密封结构中。
4.一种视频显示装置，包括: 包括光源和光学部件的视 频处理单元，所述视频处理单元生成并显示视频信号；以及 冷却所述光源和所述光学部件的冷却机构单元， 其中所述冷却机构单元包括 空气冷却风扇，生成用于冷却所述光学部件的冷却空气，以在装置中循环， 热交换器，布置在循环的冷却空气的流路中，对冷却所述光学部件之后获得的冷却空气进行从高温到低温的热交换， 热传导构件，传输在所述热交换器中生成的热， 热接收板，接收所传输的热， 冷却器，通过冷却液来冷却所述光源中生成的热和所述热接收板中生成的热，以及循环热调节器，在将所述冷却液的液体温度管理成恒定温度的同时，相对于所述冷却器循环所述冷却液。
5.根据权利要求4所述的视频显示装置， 其中，包括在装置中支撑所述光源或所述光学部件中的至少一者的支撑部，并且 使所述冷却空气在由所述支撑部的外壁和所述装置的壳壁形成的导管内循环。
6.根据权利要求4所述的视频显示装置， 其中，所述光源、所述光学部件、所述空气冷却风扇、所述热交换器、所述热传导构件、所述热接收板和所述冷却器形成在密封结构中。
7.一种冷却系统，包括: 空气冷却风扇，生成用于冷却第一冷却目标部件的冷却空气，以在装置中循环； 热交换器，布置在循环的冷却空气的流路中，对冷却所述第一冷却目标部件之后获得的冷却空气进行从高温到低温的热交换， 冷却器，通过冷却液来冷在比起所述第一冷却目标部件处于较高温度的第二冷却目标部件中生成的热和在所述热交换器中生成的热；以及 循环热调节器，在将所述冷却液的液体温度管理成恒定温度的同时，相对于所述冷却器循环所述冷却液。`
【文档编号】G03B21/16GK103513501SQ201310193809
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年5月22日 优先权日:2012年6月25日
【发明者】浅野善郎 申请人:索尼公司
【专利摘要】一种视频显示装置，包括：包括光源和光学部件的视频处理单元，所述视频处理单元生成并显示视频信号；以及冷却所述光源和所述光学部件的冷却机构单元，其中所述冷却机构单元包括：空气冷却风扇，生成用于冷却所述光学部件的冷却空气，以在装置中循环；热交换器，布置在循环的冷却空气的流路中，对冷却所述光学部件之后获得的冷却空气进行从高温到低温的热交换；冷却器，通过冷却液来冷却所述光源中生成的热和所述热交换器中生成的热；以及循环热调节器，在将所述冷却液的液体温度管理成恒定温度的同时，相对于所述冷却器循环所述冷却液。
【专利说明】视频显示装置和冷却系统
【技术领域】
[0001]本公开涉及一种进行视频显示的视频显示装置以及一种进行冷却的冷却系统。
【背景技术】
[0002]投影仪装置是这样一种用于显示视频的装置，其通过用来自光源的光照射液晶面板，并通过投影透镜将透过液晶面板的光投射到屏幕上。
[0003]在这样的投影仪装置中，由于光源的热，各种光学部件将处于高温。相应地，例如通过利用空气冷却风扇将外部空气取入装置外壳中以进行冷却。
[0004]在利用空气冷却风扇将外部空气取入到外壳中以进行冷却的方法之中，在取入外部空气的同时也取入了灰尘，并且灰尘可附着于各种光学部件。
[0005]当灰尘被取入时，灰尘会遮挡液晶面板的透射光或者使光漫反射，这会在图像上造成污溃或污点。相应地，在空气冷却风扇的进气侧设置防尘过滤器，以去除灰尘。
[0006]作为现有技术，提出了通过包括热接收板和热电元件的辐射器部分从流过导管的冷却介质接收热的冷却装置。
[0007]现有技术的示例公开于JP-A-2006-343498中。
[0008]如上所述，通过过滤器使灰尘得到去除的空气通常用作冷却投影仪装置的光学部件的空气。
[0009]然而，由于难以完全去除诸如汽化油和香烟烟雾等极小灰尘，在通过过滤器进行去除之后残留的灰尘会附着到光学部件。
[0010]相应地，有必要定期清洁光学部件，并且由于过滤器被逐渐堵塞，所以定期更换/清洁过滤器也是必要的。
[0011]此外，随着过滤器被堵塞，空气冷却风扇的空气取入力会变弱，并且冷却力会降低。于是，光学部件的温度会增加，因此，难以保持稳定的冷却。另外，由于通过取入外部空气的空气冷却风扇来进行冷却会受外部空气温度的影响，所以由于该原因也难以保持稳定的冷却。
[0012]如上所述，在使用取入外部空气的冷却风扇以及防尘过滤器的现有技术冷却方法中，存在维护/检查工时增加的问题，并由此更加难以保持稳定冷却。
[0013]另一方面，作为与使用取入外部空气的冷却风扇和防尘过滤器的冷却方法不同的冷却方法，存在这样一种方法，其中在待冷却部件附近布置水冷套，并且通过使用致冷机(thermo-chiller)来循环恒温水。
[0014]然而，由于光源具有特别高的发热量，所以在现有技术中，与用于冷却棱镜的水冷套分开地设置用于光源的水冷套。相应地，水冷套数量和导管数量会增加，这可增加冷却所需的部件数量。
【发明内容】
[0015]鉴于上述情况，希望提供一种视频显示装置和冷却系统，其能够减少维护/检查的工时以及冷却所需的部件数量从而进行稳定的冷却。
[0016]本公开的一个实施例提供了一种视频显示装置。该视频显示装置包括:包括光源和光学部件的视频处理单元，所述视频处理单元生成并显示视频信号；以及冷却所述光源和所述光学部件的冷却机构单元。所述冷却机构单元包括空气冷却风扇、热交换器、冷却器和循环热调节器。所述空气冷却风扇生成用于冷却所述光学部件的冷却空气，以在装置中循环。所述热交换器布置在循环的冷却空气的流路中，并对冷却所述光学部件之后获得的冷却空气进行从高温到低温的热交换。所述冷却器通过冷却液来冷却所述光源中生成的热和所述热交换器中生成的热。所述循环热调节器在将所述冷却液的液体温度管理成恒定温度的同时，相对于所述冷却器循环所述冷却液。
[0017]根据本公开的实施例，能够减少维护/检查的工时和冷却所需的部件数量，从而进行稳定的冷却。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是示出视频显示装置的结构示例的图；
[0019]图2是示出光学区块的结构示例的图；
[0020]图3是示出光学区块的操作的视图；
[0021]图4是示出光学区块的冷却机构的视图；
[0022]图5是示出冷却机构的视图；
[0023]图6是示出变型示例的视图；以及
[0024]图7是示出变型示例的视图。
【具体实施方式】
[0025]下文中，将参考【专利附图】
【附图说明】本公开的实施例。图1是示出视频显示装置的结构示例的图。视频显示装置I设置有包括光源(激光光源)20-1和光学部件20-2的产生并显示视频信号的视频显示单元20以及冷却光源20-1和光学部件20-2的冷却机构单元10。视频显示装置I例如对应于投影仪装置。
[0026]冷却机构单元10包括空气冷却风扇10a、热交换器10b、冷却器IOc和循环热调节器10d。空气冷却风扇IOa取入在装置中进行热交换之后获得的低温空气，并产生用于冷却光学部件20-2的冷却空气以在装置中循环。
[0027]热交换器IOb布置在循环冷却空气的流路中，进行在冷却光学部件20-2之后获得的冷却空气从高温到低温的热交换。冷却器IOc通过冷却液使光源20-1中产生的热以及热交换器IOb中产生的热冷却。
[0028]循环热调节器IOd使冷却液相对于冷却器IOc循环，同时管理冷却液的液体温度以保持固定温度。冷却液通过导管Pl透射到冷却器10c，并通过导管p2返回循环热调节器IOcL
[0029]如上所述，在视频显示装置I中，用于冷却光学部件20-2的冷却空气通过空气冷却风扇IOa循环，并且热交换器IOb布置在循环的冷却空气的流路之中。然后，连接到循环热调节器IOd的冷却器IOc使光源20-1和热交换器IOb两者冷却。
[0030]也就是说，在视频显示装置I中，冷却器IOc直接冷却温度比光学部件20-2(第一冷却目标部件)高的光源20-1 (第二冷却目标部件)。另外，光学部件20-2被空气冷却风扇IOa产生的冷却空气所冷却，而冷却之后获得的高温空气被施加到热交换器IOb以变换成低温空气，然后，低温空气被空气冷却风扇IOa取入。施加高温空气之后在热交换器IOb中产生的热也由冷却光源20-1的同一冷却器IOc冷却。
[0031]根据上述结构，由于不必设置如现有技术中那样设置用于冷却棱镜的冷却器以及用于冷却光源的冷却器，所以部件数量和导管数量能够减少，这能够大幅地减少冷却所需的部件数量。
[0032]另外，由于不使用外部空气来冷却，所以像现有技术中那样使用取入外部空气的空气冷却风扇和防尘过滤器时进行的维护不再必要，这能够大幅减少维护/检查的工时。还能够保持不受外部空气温度变化影响的稳定冷却。
[0033]接下来，将说明光学部件20-2内的光学区块(opticalblock)的结构。图2是示出光学区块的结构示例的图。示出了 LCOS(硅上液晶)型光学区块2，其具有T形棱柱结构。
[0034]光学区块2包括红色(R)反射型IXD(液晶显示器)20r、绿色(G)反射型IXD20g和蓝色(B)反射型LCD20b，作为反射型液晶面板。
[0035]前PBS (偏振分束器)21r、主 PBS22r、后 PBS23r 和缓冲棱镜(bufferprism) 24r 等各种棱镜布置在红色反射型IXD20r周围。
[0036]补偿滤光片(trimmingfilter)21r-l设置在前PBS21r的入射面上，并且1/2波长板21r-2设置在前PBS21r的出射面上。此外，1/4波长板22r_l设置在主PBS22r和红色反射型IXD20r之间。
[0037]前PBS21g、主PBS22g和后PBS23g以及缓冲棱镜24g等各种棱镜布置在绿色反射型IXD20g的周围。
[0038]补偿滤光片21g_l设置在前PBS21g的入射面上，并且1/2波长板21g_2设置在前PBS21g的出射面上。此外，1/4波长板22g-l设置在主PBS22g和绿色反射型IXD20g之间。
[0039]前PBS21b、主PBS22b和后PBS23b以及缓冲棱镜24b等各种棱镜布置在蓝色反射型IXD20b的周围。
[0040]补偿滤光片21b_l设置在前PBS21b的入射面上，并且1/2波长板21b_2设置在前PBS21b的出射面上。此外，1/4波长板22b-l设置在主PBS22b和蓝色反射型IXD20b之间。
[0041]此外,还包括:二向色镜25,将光分离成绿色光和蓝色光；和4p棱镜26,合并偏光转换之后的红色光、绿色光和蓝色光并射出所合并的光。1/2波长板24r-l设置在4p棱镜26和缓冲棱镜24r之间。
[0042]而且，1/2波长板24b_l设置在4p棱镜26和缓冲棱镜24b之间。I/4波长板26a设置在4p棱镜26的出射面上。
[0043]此外，散热器20r-l、20g_l和20b_l设置在红色反射型IXD20r、绿色反射型IXD20g和蓝色反射型IXD20b上。
[0044]散热器20r_l的一个平坦表面粘结至红色反射型IXD20r，而用于释放热量的梳形鳍片设置在另一表面上。相似地，散热器20g-l的一个平坦表面粘结至绿色反射型IXD20g，并且梳形鳍片设置在另一表面上。散热器20b-l的一个平坦表面粘结至蓝色反射型IXD20b，并且梳形鳍片设置在另一表面上。散热器20r-l、20g-l和20b_l的材料例如是铜或招。
[0045]接下来，将说明光学区块2的操作。图3是示出光学区块的操作的视图。在光学区块2中，通过进行从P波到S波或从S波到P波的转换使偏光对准，来增加对比度。
[0046]考虑红色光(R)的光路，首先，红色光入射到前PBS21r。此时，设置在前PBS21r入射面上的补偿滤光片21r-l从入射的红色光中去除无用波长分量的光。
[0047]在透过补偿滤光片21r_l之后的红色光中，前PBS21r反射除P波光以外的光(图中的虚线箭头)并只透射P波红色光。设置在前PBS21r的出射面上的1/2波长板21r_2将从前PBS21r射出的P波红色光转换成S波红色光，以入射到主PBS22r。
[0048]主PBS22r朝向红色反射型IXD20r反射S波红色光。在将光转换成P波红色光之后，红色反射型IXD20r反射S波红色光。
[0049]此时，设置在主PBS22r和红色反射型IXD20r之间的1/4波长板22r_l透射在主PBS22r上反射的S波红色光，并使该光入射到红色反射型IXD20r。1/4波长板22r_l透射在红色反射型LCD20r中受到空间调制且转换成P波的红色光，并使该光再次入射到主PBS22r。
[0050]在红色反射型IXD20r中生成的P波红色光透过主PBS22r、后PBS23r和缓冲棱镜24r。然后，设置在4p棱镜26和缓冲棱镜24r之间的1/2波长板24r_l将从缓冲棱镜24r射出的P波红色光转换成S波，并使该光入射到4p棱镜26。
[0051]入射到4p棱镜26的S波红色光在4p棱镜26上反射、透过1/4波长板26a并朝未示出的投影透镜射出(图中的R(S))。
[0052]考虑绿色光(G)的光路，首先，当绿色和蓝色混合光入射到二向色镜25时，绿色光被反射而蓝色光被透射，从而将光分离成绿色光和蓝色光。
[0053]被反射的绿色光入射到前PBS21g。此时，设置在前PBS21g的入射面上的补偿滤光片21g-l从入射的绿色光中去除无用波长分量的光。
[0054]在透过补偿滤光片21g_l之后的绿色光中，前PBS21g反射除P波光以外的光(图中的虚线箭头)并只透射P波绿色光。设置在前PBS21g的出射面上的1/2波长板21g-2将从前PBS21g射出的P波绿色光转换成S波绿色光，以入射到主PBS22g。
[0055]主PBS22g朝向绿色反射型IXD20g反射S波绿色光。在将光转换成P波绿色光之后，绿色反射型IXD20g反射S波绿色光。
[0056]此时，设置在主PBS22g和绿色反射型IXD20g之间的1/4波长板22g_l透射在主PBS22g上反射的S波绿色光，并使该光入射到绿色反射型IXD20g。1/4波长板22g_l透射在绿色反射型LCD20g中受到空间调制且转换成P波的绿色光，并使该光再次入射到主PBS22g。
[0057]在绿色反射型IXD20g中生成的P波绿色光透过主PBS22g、后PBS23g和缓冲棱镜24g。然后，从缓冲棱镜24g射出的P波绿色光入射到4p棱镜26。
[0058]入射到4p棱镜26的P波绿色光透过4p棱镜26和1/4波长板26a，并朝未示出的投影透镜射出(图中的G(P))。
[0059]考虑蓝色光(B)的光路，首先，当绿色和蓝色混合光入射到二向色镜25时，绿色光被反射而蓝色光被透射，从而使光分离成绿色光和蓝色光。
[0060]被反射的蓝色光入射到前PBS21b上。此时，设置在前PBS21b的入射面上的补偿滤光片21b-l从入射的蓝色光中去除无用波长分量的光。
[0061]在透过补偿滤光片21b_l之后的蓝色光中，前PBS21b反射除P波光以外的光(图中的虚线箭头)并只透射P波蓝色光。设置在前PBS21b的出射面上的1/2波长板21b-2将从前PBS21b射出的P波蓝色光转换成S波蓝色光，以入射到主PBS22b。
[0062]主PBS22b朝向蓝色反射型IXD20b反射S波蓝色光。在将光转换成P波蓝色光之后，蓝色反射型IXD20b反射S波蓝色光。
[0063]此时，设置在主PBS22b和蓝色反射型IXD20b之间的1/4波长板22b_l透射在主PBS22b上反射的S波蓝色光，并使该光入射到蓝色反射型IXD20b。1/4波长板22b_l透射在蓝色反射型IXD20b中受到空间调制且转换成P波的蓝色光，并使该光再次入射到主PBS22b。
[0064]在蓝色反射型IXD20b中生成的P波蓝色光透过主PBS22b、后PBS23b和缓冲棱镜24b。然后，设置在4p棱镜26和缓冲棱镜24b之间的1/2波长板24b_l将从缓冲棱镜24b射出的P波蓝色光转换成S波，并使该光入射到4p棱镜26。
[0065]入射到4p棱镜26的S波蓝色光在4p棱镜26上反射、透过1/4波长板26a并朝未示出的投影透镜射出(图中的B(S))。
[0066]接下来，将相对于光学区块2说明现有技术的冷却机构。图4是示出光学区块的冷却机构的视图。示出了在投影仪装置中使用了空气冷却风扇51r、51g和51b以及防尘过滤器50的现有技术冷却机构。
[0067]图4是从图2的A方向看到的视图，其中空气冷却风扇51r、51g和51b以及防尘过滤器50布置在光学区块2附近(相应地，来自4p棱镜26的出射光沿纸面上方方向射出)。
[0068]空气冷却风扇51r布置成靠近红色反射型IXD20r，空气冷却风扇51g布置成靠近绿色反射型IXD20g，而空气冷却风扇51b布置成靠近蓝色反射型IXD20b。防尘过滤器50布置在各空气冷却风扇51r、51g和51b的进气侧。
[0069]在现有技术冷却机构中，通过使用由防尘过滤器50去除了灰尘之后的外部空气从空气冷却风扇51r、51g和51b生成的冷却空气被施加到给定部件(散热器等)，以进行冷却。
[0070]但是，上面的冷却机构具有如下问题。
[0071]*定期更换/清洁防尘过滤器50将是必要的。
[0072]*即使使用了防尘过滤器50时，诸如汽化油和香烟烟雾等极小的灰尘也难以被去除。诸如自动清洁系统或过滤器卷取系统等自动化不会是用于去除细小灰尘的根本解决方案。
[0073]*定期清洁光学部件将是必要的，因为当未被防尘过滤器50去除的灰尘附着于相应光学部件的光路时亮度会降低。
[0074]*随着防尘过滤器50被逐渐堵塞，光学部件的温度也会增加，难以保持稳定冷却并且光学性能会降低。另外，由于通过空气冷却风扇进行的冷却会受外部空气温度的影响，所以难以保持稳定的冷却。
[0075]*由于难以采取对策针对布置在防尘过滤器50附近的空气冷却风扇51r、51g和51b中的噪声(因为它们具有通过取入外部空气来生成冷却空气的结构)，风扇噪声是显著的。[0076]另一方面，作为不同于上述冷却方法的冷却方法，存在这样一种方法，其中水冷套 布置在待冷却部件附近，并且通过致冷机来循环恒温水。
[0077]然而，现有技术中设置了用于冷却棱镜的水冷套和用于光源的水冷套，因此，存在 这样的问题，即水冷套的数量和导管的数量会增加。
[0078]鉴于以上情况，希望提供一种视频显示装置和冷却系统，其能够减少维护/检查 的工时以及冷却所需的部件数量，从而进行稳定的冷却。
[0079]接下来，将说明根据本公开的实施例的视频显示装置I的冷却机构。图5是示出 冷却机构的视图。示出了装置(冷却系统)中的循环冷却机构。图5是示出从红色反射型 IXD20r的方向看到的图2中的光学区块2的视图。
[0080]视频显示装置1-1设置有投影透镜3、视频生成单元Ia和致冷机(循环热调节 器)56。视频生成单元Ia包括光学区块2、照明单元30、光源4、空气冷却风扇51至53、水 冷套(冷却器)54、热交换器55以及支撑部61和62。
[0081]照明单元30中的各光学部件和光源4在视频生成单元Ia中被支撑部61和62覆 盖。支撑部61具有臂al和a2。
[0082]光源4和接触光源4的水冷套54布置在支撑部61内位于未设置臂al和a2的底 面上。准直透镜31a以及复眼透镜32a和32b布置在支撑部61的臂al和a2之间，使得准 直透镜31a以及复眼透镜32a和32b被臂al和a2支撑。
[0083]支撑部62具有臂a3和a4，其布置成面对支撑部61的臂al和a2。准直透镜31b 和二向色镜34布置在臂a3和a4之间，使得准直透镜31b和二向色镜34被臂a3和a4支撑。
[0084]水冷套54的一个面直接接触光源4，并且相反的另一面直接接触热交换器55 (例 如，散热器或辐射器结构)。水冷套54具有循环液体(例如，水)的输入部分IN和输出部 分0UT，其通过导管pi和p2连接到致冷机56。
[0085]将说明光学系统的操作。首先，从光源4射出的红色光(R)、绿色光(G)和蓝色光 (B)入射到准直透镜31a。准直透镜31a和31b通过两片透镜的组合使红色光、绿色光和蓝 色光成为平行光。
[0086]复眼透镜32a和32b通过两片透镜的组合使红色光、绿色光和蓝色光均匀化。PS 转换器33将S波转换成P波。
[0087]二向色镜34进行红色光、绿色光和蓝色光的颜色分离，以允许红色光、绿色光和 蓝色光分别入射到后段的光学区块2的给定位置。
[0088]在此之后，从照明单元30射出的光入射到光学区块2，并且从光学区块2射出的红 色光、绿色光和蓝色光入射到投影透镜3。投影透镜3将视频投射到未示出的屏幕上。由于 光学区块2的操作已经在上文描述，所以省略说明。
[0089]接下来，将说明冷却机构的结构及操作。包括待冷却部件(光学区块2和光源4) 的视频生成单元Ia被壳壁wl覆盖，相对于外部空气具有密封结构。另外，在壳壁wl与支 撑部61、62的外壁《2之间形成的路径具有导管结构，并且该导管“d”是冷却空气的流路。
[0090]空气冷却风扇51和52邻近光学区块2设置，而空气冷却风扇53邻近照明单元30 设置。具体地，空气冷却风扇53布置在支撑部61的臂a2和支撑部62的臂a4之间的空间 处。[0091]在此，作为相对于光源4的冷却操作，从致冷机56传来的循环液体通过输入部分 IN进入水冷套54的内部，从而冷却直接接触水冷套54的光源4的热。用于冷却的循环液 体通过输出部分OUT传输到致冷机56。
[0092]致冷机56在管理液体温度的同时使作为冷却液的水循环，从而保持冷却目标的 温度恒定。用于冷却的水通过导管Pl传输到水冷套54，并通过导管p2返回到致冷机56。 在致冷机56内包括有用于循环冷却介质和水的回路,并且通过该回路在冷却介质和水之 间进行热交换。
[0093]考虑光学部件(光学区块2和照明单元30)的冷却操作，空气冷却风扇51和52产 生冷却空气，从而冷却光学区块2。空气冷却风扇53产生冷却空气，从而冷却照明单元30。
[0094]冷却光学区块2之后获得的高温空气沿顺时针方向流过导管“d”，被施加到并通 过热交换器55 (空气也被施加到水冷套54)。从支撑部61的臂al和支撑部62的臂a3之 间的空间输出的高温空气也沿顺时针方向流过导管“d”，被施加到并通过热交换器55。
[0095]直接接触水冷套54的热交换器55进行热交换，这允许沿顺时针方向流过导管“d” 的高温空气成为温度，并且热交换之后获得的低温空气在导管“d”中进一步沿顺时针方向 流动。
[0096]通过热交换器55变成温度的空气被空气冷却风扇51至53的进气口取入，并用于 再次冷却光学区块2和照明单元30，此后在视频生成单元Ia中循环以进行冷却。
[0097]根据上述结构，视频显示装置1-1例如具有以下优点。
[0098]*由于无防尘过滤器结构而能够实现“免维护”。
[0099]*通过将用于冷却光源的水冷套兼作用于冷却空气的热交换器，能够减少水冷套 的部件数量和导管数量。
[0100]*由于密封结构使得灰尘不会从外部空气进入，所以灰尘不会附着至光学部件。
[0101]*由于空气还直接施加到水冷套，所以即使在露点温度附近也很难发生冷凝。
[0102]*因密封结构，使得空气冷却风扇的风扇噪声降低。
[0103]*即使在外部空气温度变化时，光学部件的温度也因密封结构而恒定，光学性能能 够得到维持。
[0104]接下来，将说明视频显示装置1-1的装置(冷却系统)中的循环冷却机构的变型 示例。图6和图7是示出变型示例的视图。图6是视频显示装置的变型示例的示意图，而 图7示出了从光射出侧看到的视频显示装置的变型示例中进行的热交换的冷却流动结构。 图5中所示的视频显示装置1-1具有使热交换器55直接接触水冷套54的结构。
[0105]与上面相反，在根据图6和图7所示变型示例的视频显示装置1-2中，使热接收板 57直接接触水冷套54，并将热交换器55移动至靠近光学区块2和照明单元30的位置。热 接收板57和热交换器55由热管58连接。
[0106]作为热接收板57，例如，由铜或铝制成的板被用作具有高导热率的材料。热接收 板57和热交换器55通过热管58连接。热管58由具有高导热率的材料制成，将由热交换 器55接收到的热传送至热接收板57。传送到热接收板57的热被水冷套54冷却。
[0107]在此，在从光学区块2和照明单元30到光源4的距离长的情况下，应考虑到由空 气冷却风扇51至53生成的循环空气在穿过路径的同时变弱，这可增加温度。
[0108]相应地，为了应对这种结构，将热接收板57设定成接触水冷套54中用于冷却光源的表面的相反侧，并且通过使用述热管58将热交换器55移动至靠近光学区块2和照明单 元30的位置。
[0109]根据上述结构，即使在从光学区块2和照明单元30到光源4的距离长时，也能够 防止因装置中的循环导致的冷却性能的降低。
[0110]如上所述，通过本技术的结构能够省略防尘过滤器，因此，在通过空气进行冷却时 进行的维护是没有必要的。另外，由于空气冷却风扇使用在密封结构中，所以能够降低风扇 噪声。而且，由于即使在外部温度变化时循环液体的温度也保持恒定，所以光学部件的温度 能够一直保持恒定，这确保了光学性能。
[0111]注意，除了用于冷却光学部件的风扇外，投影仪装置还包括用于冷却电源、基板等 的风扇。然而，由于在许多情况下在整个设备中就风扇噪声而言用于光学部件的风扇占主 导，所以当用于光学部件的空气冷却风扇被密封时，风扇噪声会大幅降低，这将极大地促进 噪声降低。
[0112]此外，由于未应用取入外部空气的机构，所以防尘过滤器是没有必要，而且光学部 件能够形成在密封结构中。相应地，诸如小灰尘等异物不会进入，由此，能够显著抑制异物 附着到光学部件。
[0113]此外，由于一个水冷套进行冷却光源以及冷却循环空气所施加到的热交换器两 者，所以通过减少水冷套数量和导管数量，能够大幅减少冷却所需的部件数量，这能够促进 装置规模的减小以及成本的降低。
[0114]本公开可以应用以下构造。
[0115](I) 一种视频显示装置，包括
[0116]包括光源和光学部件的视频处理单元，所述视频处理单元生成并显示视频信号； 以及
[0117]冷却所述光源和所述光学部件的冷却机构单元，
[0118]其中所述冷却机构单元包括
[0119]空气冷却风扇，生成用于冷却所述光学部件的冷却空气，以在装置中循环，
[0120]热交换器，布置在循环的冷却空气的流路中，对冷却所述光学部件之后获得的冷 却空气进行从高温到低温的热交换，
[0121]冷却器，通过冷却液来冷却所述光源中生成的热和所述热交换器中生成的热，以 及
[0122]循环热调节器，在将所述冷却液的液体温度管理成恒定温度的同时，相对于所述 冷却器循环所述冷却液。
[0123](2)如上述⑴所述的视频显示装置，
[0124]其中，包括在装置中支撑所述光源或所述光学部件中的至少一者的支撑部，并且
[0125]使所述冷却空气在由所述支撑部的外壁和所述装置的壳壁形成的导管内循环。
[0126](3)如上述⑴或⑵所述的视频显示装置，
[0127]其中，所述光源、所述光学部件、所述空气冷却风扇、所述热交换器和所述冷却器 形成在密封结构中。
[0128](4) 一种视频显示装置，包括
[0129]包括光源和光学部件的视频处理单元，所述视频处理单元生成并显示视频信号；以及
[0130]冷却所述光源和所述光学部件的冷却机构单元，
[0131]其中所述冷却机构单元具有
[0132]空气冷却风扇，生成用于冷却所述光学部件的冷却空气，以在装置中循环，
[0133]热交换器，布置在循环的冷却空气的流路中，对冷却所述光学部件之后获得的冷 却空气进行从高温到低温的热交换，
[0134]热传导构件，传输在所述热交换器中生成的热，
[0135]热接收板，接收所传输的热，
[0136]冷却器，通过冷却液来冷却所述光源中生成的热和所述热接收板中生成的热，以 及
[0137]循环热调节器，在将所述冷却液的液体温度管理成恒定温度的同时，相对于所述 冷却器循环所述冷却液。
[0138](5)如上述⑷所述的视频显示装置，
[0139]其中，包括在装置中支撑所述光源或所述光学部件中的至少一者的支撑部，并且
[0140]使所述冷却空气在由所述支撑部的外壁和所述装置的壳壁形成的导管内循环。
[0141](6)如上述⑷或(5)所述的视频显示装置，
[0142]其中，所述光源、所述光学部件、所述空气冷却风扇、所述热交换器、所述热传导构 件、所述热接收板和所述冷却器形成在密封结构中。
[0143](7) 一种冷却系统，包括
[0144]空气冷却风扇，生成用于冷却第一冷却目标部件的冷却空气，以在装置中循环，
[0145]热交换器，布置在循环的冷却空气的流路中，对冷却所述第一冷却目标部件之后 获得的冷却空气进行从高温到低温的热交换，
[0146]冷却器，通过冷却液来冷在比起所述第一冷却目标部件处于较高温度的第二冷却 目标部件中生成的热和在所述热交换器中生成的热，以及
[0147]循环热调节器，在将所述冷却液的液体温度管理成恒定温度的同时，相对于所述 冷却器循环所述冷却液。
[0148]在不背离本实施例的要旨的范围内，可以对上述实施例进行各种修改。
[0149]此外，在上述实施例中，本领域的技术人员可以想到各种替代和变型。实施例并不 局限于上述具体结构和应用示例。
[0150]本公开包含与2012年6月25日在日本专利局提交的日本优先权专利申请 JP2012-141643所公开的主题有关的主题，其全部内容通过引用并入本文。
【权利要求】
1.一种视频显示装置，包括: 包括光源和光学部件的视频处理单元，所述视频处理单元生成并显示视频信号；以及 冷却所述光源和所述光学部件的冷却机构单元， 其中所述冷却机构单元包括 空气冷却风扇，生成用于冷却所述光学部件的冷却空气，以在装置中循环， 热交换器，布置在循环的冷却空气的流路中，对冷却所述光学部件之后获得的冷却空气进行从高温到低温的热交换， 冷却器，通过冷却液来冷却所述光源中生成的热和所述热交换器中生成的热，以及循环热调节器，在将所述冷却液的液体温度管理成恒定温度的同时，相对于所述冷却器循环所述冷却液。
2.根据权利要求1所述的视频显示装置， 其中，包括在装置中支撑所述光源或所述光学部件中的至少一者的支撑部，并且 使所述冷却空气在由所述支撑部的外壁和所述装置的壳壁形成的导管内循环。
3.根据权利要求1所述的视频显示装置， 其中，所述光源、所述光学部件、所述空气冷却风扇、所述热交换器和所述冷却器形成在密封结构中。
4.一种视频显示装置，包括: 包括光源和光学部件的视 频处理单元，所述视频处理单元生成并显示视频信号；以及 冷却所述光源和所述光学部件的冷却机构单元， 其中所述冷却机构单元包括 空气冷却风扇，生成用于冷却所述光学部件的冷却空气，以在装置中循环， 热交换器，布置在循环的冷却空气的流路中，对冷却所述光学部件之后获得的冷却空气进行从高温到低温的热交换， 热传导构件，传输在所述热交换器中生成的热， 热接收板，接收所传输的热， 冷却器，通过冷却液来冷却所述光源中生成的热和所述热接收板中生成的热，以及循环热调节器，在将所述冷却液的液体温度管理成恒定温度的同时，相对于所述冷却器循环所述冷却液。
5.根据权利要求4所述的视频显示装置， 其中，包括在装置中支撑所述光源或所述光学部件中的至少一者的支撑部，并且 使所述冷却空气在由所述支撑部的外壁和所述装置的壳壁形成的导管内循环。
6.根据权利要求4所述的视频显示装置， 其中，所述光源、所述光学部件、所述空气冷却风扇、所述热交换器、所述热传导构件、所述热接收板和所述冷却器形成在密封结构中。
7.一种冷却系统，包括: 空气冷却风扇，生成用于冷却第一冷却目标部件的冷却空气，以在装置中循环； 热交换器，布置在循环的冷却空气的流路中，对冷却所述第一冷却目标部件之后获得的冷却空气进行从高温到低温的热交换， 冷却器，通过冷却液来冷在比起所述第一冷却目标部件处于较高温度的第二冷却目标部件中生成的热和在所述热交换器中生成的热；以及 循环热调节器，在将所述冷却液的液体温度管理成恒定温度的同时，相对于所述冷却器循环所述冷却液。`
【文档编号】G03B21/16GK103513501SQ201310193809
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年5月22日 优先权日:2012年6月25日
【发明者】浅野善郎 申请人:索尼公司
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