專利名稱：投影式圖像顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將光源光導入光學裝置而生成圖像光，向前方的屏幕放大并投影的液晶投影機等的投影式圖像顯示裝置。
背景技術(shù)：
一直以來，液晶投影裝置在外殼內(nèi)部配置由光源、偏振光分束器、偏振光板、液晶面板、投影透鏡等構(gòu)成的光學裝置而構(gòu)成。所述光源采用金屬鹵化物燈或超高壓水銀燈等的放電發(fā)光型燈具。
如圖9所示，傳統(tǒng)的燈具9具備發(fā)光管91和將該發(fā)光管91發(fā)射的光朝著所述光學裝置反射的反射器94，發(fā)光管91設(shè)有成為發(fā)光部的球狀部93。
在圖9所示的燈具9中，若發(fā)光管91的溫度超過臨界溫度，則發(fā)光管91的壽命變短，因此用冷卻扇冷卻發(fā)光管91。又，眾所周知在發(fā)光管91發(fā)光時，發(fā)光管91的垂直方向上側(cè)溫度高于下側(cè)溫度，發(fā)光管91的上下產(chǎn)生溫度差。該上下溫度差在發(fā)光管91的球狀部93成為最大。為充分實現(xiàn)發(fā)光管91的性能，不僅需要將發(fā)光管91的溫度抑制在臨界溫度以下，而且需要冷卻發(fā)光管91使所述的上下溫度差位于一定范圍內(nèi)。
于是，在反射器94上，在燈具9出射光的出射方向上發(fā)光管91的前端部92的前側(cè)，朝向發(fā)光管91的前端部92開設(shè)將從所述冷卻扇排出的空氣導入反射器94內(nèi)的空氣導入孔95，并且在發(fā)光管91的基端部側(cè)開設(shè)用以將從空氣導入孔95導入的空氣排出到燈具9外部的空氣排出孔96。又，在發(fā)光管91的前端部92設(shè)置朝著垂直方向下側(cè)突出的舌片92a。
由空氣導入孔95導入的空氣中，朝著發(fā)光管91的垂直方向下側(cè)的空氣被舌片92a截斷，因此由空氣導入孔95導入的大部分空氣流過發(fā)光管91的垂直方向上側(cè)。從而，可防止對發(fā)光管91垂直方向下側(cè)的過冷卻，并可充分冷卻成為高溫的發(fā)光管91垂直方向上側(cè)。(參照專利文獻1日本特開2003-123529號公報[F21V 29/02])發(fā)明內(nèi)容近年來，在液晶投影裝置上，為應對高亮度化的要求而搭載更高亮度的燈具，而發(fā)光管的發(fā)熱量也隨之增大。
但是，在圖9所示的傳統(tǒng)燈具9中，空氣導入孔95開設(shè)在離開成為最高溫的發(fā)光管91的球狀部93的位置，從空氣導入孔95達到發(fā)光管91的球狀部93的空氣流變得復雜，因此存在難以調(diào)整空氣的風量或風向的問題，因此不能獲得充分冷卻該球狀部93的效果。
又，從空氣導入孔95導入的空氣，如圖9中箭頭所示，經(jīng)過發(fā)光管91的前端部92旁邊，沿著發(fā)光管91的垂直方向上側(cè)朝球狀部93的方向流過，因此由空氣導入孔95導入的空氣在達到發(fā)光管91的球狀部93的過程中從發(fā)光管91得到熱量而成為高溫，而該成為高溫的空氣流過發(fā)光管91的球狀部93的周圍。因此，不能獲得充分冷卻該球狀部93的效果，其結(jié)果，存在難以將發(fā)光管91的球狀部93的溫度抑制在臨界溫度以內(nèi)的問題。
本發(fā)明的目的是提供比以往更能提高對發(fā)光管的球狀部的冷卻效果的投影式圖像顯示裝置。
本發(fā)明的投影式圖像顯示裝置，具備燈具4；冷卻該燈具4的冷卻扇51；以所述燈具4為光源來生成彩色圖像光的光學裝置2；以及將生成的彩色圖像光朝屏幕投影的投影透鏡3，燈具4具備發(fā)光管42和將從該發(fā)光管42出射的光向所述光學裝置2反射的反射器41，所述發(fā)光管42設(shè)有成為發(fā)光部的球狀部43，在所述反射器41上，開設(shè)將所述冷卻扇51排出的空氣導入反射器41內(nèi)的空氣導入孔44。
所述反射器41的空氣導入孔44在接近所述發(fā)光管42的球狀部43的位置上朝該球狀部43的垂直方向的頂部43a開設(shè)，空氣被吹到該頂部43a。
在上述本發(fā)明的投影式圖像顯示裝置中，由于所述反射器41的空氣導入孔44開設(shè)在接近所述發(fā)光管42的球狀部43的位置，該空氣導入孔44與所述發(fā)光管42的球狀部43的距離比傳統(tǒng)燈具短。從而，與傳統(tǒng)燈具相比，到達所述發(fā)光管42的球狀部43的頂部43a的空氣流速高。又，由空氣導入孔44導入的空氣被直接吹到所述發(fā)光管42的球狀部43的頂部43a，因此流過該球狀部43周圍的空氣溫度比傳統(tǒng)燈具低。
結(jié)果，獲得對發(fā)光管42的球狀部43的頂部43a，即發(fā)光管42的成為最高溫的部分的高冷卻效果，即便用發(fā)熱量大的高亮度的燈具4的場合，也能防止發(fā)光管42的球狀部超過臨界溫度而成為高溫的情況。
在具體結(jié)構(gòu)中，所述反射器41上，沿著從所述燈具4出射的光出射方向在所述發(fā)光管42的前端部46前方側(cè)的端部，開設(shè)一個或多個空氣排出孔45，將從所述空氣導入孔44導入的空氣排出到所述燈具4的外部。
在該具體結(jié)構(gòu)中，從所述空氣導入孔44導入的空氣沿著成為最高溫的發(fā)光管421的球狀部43的頂部43a流過，然后流向空氣排出孔45。這里，所述反射器41的空氣排出孔45開設(shè)在沿著從所述燈具4出射的光出射方向在所述發(fā)光管42的前端部46前方側(cè)的端部，通過發(fā)光管42的球狀部43的頂部43a的空氣流向發(fā)光管42的前端部46側(cè)。從而，可有效冷卻整個發(fā)光管42。
又，在具體結(jié)構(gòu)中，所述反射器41的空氣導入孔44開設(shè)區(qū)域在到燈具4的沿著光出射方向的所述球狀部43中心的距離在所述反射器41的焦距f以下，且從沿著垂直方向的所述球狀部43中心的距離在該球狀部43的外徑φ以下。
發(fā)明人制作了所述空氣導入孔44的開設(shè)位置不同的多個燈具4，并對各燈具4進行測定發(fā)光管42的球狀部43的頂部43a的溫度的實驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過在到沿著燈具4的光出射方向的所述球狀部43中心的距離在所述反射器41的焦距f以下，且從沿著垂直方向的所述球狀部43中心的距離在該球狀部43的外徑φ以下的區(qū)域開設(shè)所述空氣導入孔44，可改善降低發(fā)光管42的球狀部43的頂部43a的溫度的效果。
依據(jù)本發(fā)明的投影式圖像顯示裝置，與傳統(tǒng)技術(shù)相比，可提高對發(fā)光管的球狀部的冷卻效果，因此即使采用發(fā)熱量大的高亮度的燈具，也能將發(fā)光管的球狀部的溫度抑制在臨界溫度以內(nèi)。


圖1是本發(fā)明的液晶背投影裝置的正面圖。
圖2是表示該液晶背投影裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖3是光學裝置的透視圖。
圖4是光學裝置的平面圖。
圖5是燈具的平面圖。
圖6是該燈具的側(cè)面圖。
圖7是實驗用的燈具的垂直剖視圖。
圖8是實驗用的多個燈具的空氣導入孔的開設(shè)位置的說明圖。
圖9是傳統(tǒng)燈具的剖視圖。
符號說明1液晶背投影裝置，11屏幕，12反射鏡，2光學裝置，26藍色用液晶面板，27綠色用液晶面板，28紅色用液晶面板，29色合成棱鏡，3投影透鏡，4燈具，41反射器，42發(fā)光管，43球狀部，43a頂部，44空氣導入孔，45空氣排出孔，5冷卻裝置，51冷卻扇，52送風通道。
具體實施例方式
以下，借助附圖具體說明將本發(fā)明實施到液晶背投影裝置的形態(tài)。
如圖1所示，本發(fā)明的液晶背投影裝置1在前面設(shè)有大型的屏幕11，該屏幕11的背面?zhèn)龋鐖D2所示，配置了反射鏡12。
在液晶背投影裝置1的下部配置了以后述的燈具(圖示省略)為光源生成彩色圖像光的光學裝置2和將生成的彩色圖像光向反射鏡12投影的投影透鏡3。
如圖3所示，光學裝置2與成為光源的燈具4一起收容于光學裝置保持罩21內(nèi)。在燈具4的一側(cè)配置冷卻該燈具4的冷卻裝置5，該冷卻裝置5由冷卻扇51和形成將從該冷卻扇51排出的空氣導入燈具4的流路的送風通道52構(gòu)成。
如圖4所示，光學裝置2設(shè)有包含使從燈具3出射的光的偏振光方向一致的偏振光元件的多個光學部件22a～22e，在該多個光學部件22a～22e中，通過最終級的場透鏡22e的光，到達第一分色鏡23。第一分色鏡23具有僅反射光的藍色分量并使紅色及綠色分量通過的功能，在第一分色鏡23反射的藍色光到達場反射鏡25a，被該場反射鏡25a反射后照射到藍色用液晶面板26。
另一方面，通過第一分色鏡23的綠色光及紅色光到達第二分色鏡24。第二分色鏡24具有反射光的綠色分量并使紅色分量通過的功能，在第二分色鏡24反射的綠色光照射到綠色用液晶面板27。
通過第二分色鏡24的紅色光被場反射鏡25b及場反射鏡25c反射后照射到紅色用液晶面板28。
由分別通過藍色用液晶面板26、綠色用液晶面板27及紅色用液晶面板28的藍色光、綠色光及紅色光生成三基色的圖像光，該三基色的圖像光照射色合成棱鏡28。
色合成棱鏡28合成三基色的圖像光而生成彩色圖像光，該彩色圖像光從投影透鏡3朝向圖2所示的反射鏡12投影。然后，由反射鏡12反射的彩色圖像光前面的屏幕11上映出。
如圖5及圖6所示，燈具4設(shè)有發(fā)光管42和具有將從該發(fā)光管42出射的光向所述光學裝置2反射的拋物曲面狀或橢圓曲面狀的反射面的反射器41，發(fā)光管42設(shè)有成為發(fā)光部的球狀部43和從該球狀部43向燈具4的光出射方向延伸的筒狀部47。
發(fā)光管42的球狀部43設(shè)于反射器41的反射面的焦點位置。
在反射器41上，在接近發(fā)光管42的球狀部43的位置向該球狀部43的垂直方向的頂部43a開設(shè)空氣導入孔44，該空氣導入孔44將從圖3及圖4所示的冷卻裝置5的冷卻扇51經(jīng)由送風通道52排出的空氣導入反射器41內(nèi)(參照圖5及圖6)。
如圖3及圖4所示，冷卻裝置5的送風通道52從冷卻扇51朝燈具4的空氣導入孔44延伸。
又，如圖5及圖6所示，在反射器41上，在從燈具4出射的光出射方向上發(fā)光管42的前端部46的前側(cè)，且該前端部46垂直方向上側(cè)的端部，開設(shè)將從空氣導入孔44導入的空氣排出到燈具4外部的4個空氣排出孔45～45。
發(fā)明人為了找出可有效冷卻成為最高溫的發(fā)光管42的球狀部43的頂部43a的空氣導入孔44的開設(shè)位置，制作了空氣導入孔44的開設(shè)位置不同的25套燈具4，并對各燈具4進行了測定發(fā)光管42的球狀部43的頂部43a的溫度的實驗。
圖7及圖8表示說明上述各燈具4的空氣導入孔44的開設(shè)位置的XY坐標系。如圖7及圖8所示，XY坐標系中發(fā)光管42的球狀部43的中心即反射器41的焦點位置定義為原點，從燈具4出射的光出射方向定義為X軸方向，垂直方向定義為Y軸方向。
上述25套燈具4中，相對于原點在X軸方向上使空氣導入孔44的開設(shè)位置以反射器41的焦距f的1/2相當?shù)?1/2f)間隔從(-1/2f到(+f)的4段及+2f的合計5段變化，并在Y軸方向上，使空氣導入孔44的開設(shè)位置以發(fā)光管42的球狀部43的外徑φ的1/2相當?shù)?1/2φ)間隔從(-φ)到(+φ)的5段變化來制作。又，空氣導入孔44的內(nèi)徑對于全部的燈具4設(shè)為3mm。
在表1示出對各燈具4測定發(fā)光管42的球狀部43的頂部43a的溫度的結(jié)果。
由測定結(jié)果可知，發(fā)光管42的球狀部43的頂部43a的溫度在將空氣導入孔44開設(shè)在坐標(0，1/2φ)時成為最低溫。隨著空氣導入孔44到球狀部43中心的距離增大，發(fā)光管42的球狀部43的頂部43a的溫度有上升趨勢，若空氣導入孔44到球狀部43中心的距離相同，則空氣導入孔44開設(shè)在垂直方向上側(cè)時發(fā)光管42的球狀部43的頂部43a的溫度的降低效果比設(shè)于相對球狀部43中心垂直方向下側(cè)高。根據(jù)以上結(jié)果，在本發(fā)明的液晶背投影裝置1的燈具4中，按照坐標(0，1/2φ)，且以在與X軸及Y軸垂直的直線與反射器41交叉的2個交點中圖3所示冷卻裝置5側(cè)的交點為中心，開設(shè)空氣導入孔44。
并且，在本發(fā)明的液晶背投影裝置1中，如圖3所示，由于冷卻裝置5配置在燈具4的側(cè)面，在反射器41的側(cè)面開設(shè)了空氣導入孔44，但在燈具4的垂直上方配置冷卻裝置5時，也可將反射器41的空氣導入孔44開設(shè)在發(fā)光管42的球狀部43中心的正上方。
本發(fā)明的液晶背投影裝置1的燈具4中，反射器41的空氣導入孔44開設(shè)在接近發(fā)光管42的球狀部43的位置，因此與圖9所示的傳統(tǒng)燈具9相比，空氣導入孔44到發(fā)光管42的球狀部43的距離短。
從而，與傳統(tǒng)的燈具9相比，不僅到達發(fā)光管42的球狀部43的頂部43a的空氣流速高，而且該空氣溫度低。結(jié)果，可得到對發(fā)光管42的球狀部43的頂部43a即發(fā)光管42的成為最高溫的部分的冷卻效果，即使采用發(fā)熱量大的高亮度的燈具4，也能防止發(fā)光管42的球狀部43超過臨界溫度而成為高溫的情況。
從空氣導入孔44導入的空氣沿著成為最高溫的發(fā)光管42的球狀部43的頂部43a流過，然后，流向反射器41的多個空氣排出孔45～45。這里，反射器41的多個空氣排出孔45～45開設(shè)在沿著燈具4的光出射方向在發(fā)光管42的前端部46的前側(cè)且垂直方向上側(cè)的端部，因此通過發(fā)光管42的球狀部43的頂部43a的空氣沿著發(fā)光管42的垂直方向上側(cè)部分流向發(fā)光管42的前端部46。從而，可有效冷卻發(fā)光管42的整個垂直方向上側(cè)部分。
本發(fā)明的各部分結(jié)構(gòu)并不限于上述實施例，可在權(quán)利要求書所記載的技術(shù)范圍內(nèi)進行各種變形。例如，本發(fā)明可在DLP(Digital LightProcessing)(美國德州儀器(TI)公司的注冊商標)方式的投影機中實施。
權(quán)利要求
1.一種投影式圖像顯示裝置，具備燈具(4)；冷卻該燈具(4)的冷卻扇(51)；以所述燈具(4)為光源生成彩色圖像光的光學裝置(2)；以及將生成的彩色圖像光向屏幕投影的投影透鏡(3)，燈具(4)具備發(fā)光管(42)和將從該發(fā)光管(42)出射的光向所述光學裝置(2)反射的反射器(41)，所述發(fā)光管(42)設(shè)有成為發(fā)光部的球狀部(43)，在所述反射器(41)上，開設(shè)將所述冷卻扇(51)排出的空氣導入反射器(41)內(nèi)的空氣導入孔(44)，其特征在于，所述反射器(41)的空氣導入孔(44)在接近所述發(fā)光管(42)的球狀部(43)的位置朝向該球狀部(43)的垂直方向的頂部(43a)開設(shè)，空氣被吹到該頂部(43a)。
2.如權(quán)利要求1所述的投影式圖像顯示裝置，其特征在于，所述反射器(41)上，沿著從所述燈具(4)出射的光出射方向在所述發(fā)光管(42)的前端部(46)的前側(cè)的端部，開設(shè)一個或多個空氣排出孔45，將從所述空氣導入孔(44)導入的空氣排出到所述燈具(4)的外部。
3.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的投影式圖像顯示裝置，其特征在于，所述反射器(41)的空氣導入孔(44)開設(shè)在到燈具(4)的沿著光出射方向的所述球狀部(43)中心的距離在所述反射器(41)的焦距f以下，且到沿著垂直方向的所述球狀部(43)中心的距離在該球狀部(43)的外徑φ以下的區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明提供比以往更能提高對發(fā)光管的球狀部的冷卻效果的投影式圖像顯示裝置。本發(fā)明的投影式圖像顯示裝置，具備成為光源的燈具(4)；冷卻該燈具的冷卻扇；以及以燈具(4)為光源生成彩色圖像光的光學裝置，燈具(4)具備成為光源的發(fā)光管(42)和將從該發(fā)光管(42)出射的光向所述光學裝置反射的反射器(41)。在反射器(41)上，在接近所述發(fā)光管(42)的球狀部(43)的位置朝向該球狀部(43)的垂直方向的頂部(43a)開設(shè)將從冷卻扇排出的空氣導入反射器(41)內(nèi)的空氣導入孔(44)，空氣被吹到該頂部(43a)。
文檔編號G03B21/00GK1959522SQ20061014365
公開日2007年5月9日 申請日期2006年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月31日
發(fā)明者鹽津真一 申請人:三洋電機株式會社