投影仪以及用于使安装在投影仪中的灯泡冷却的方法

摘要

本发明涉及投影仪以及用于使安装在投影仪中的灯泡冷却的方法。该投影仪包括：多个用作光源的灯泡，所述灯泡彼此相邻布置；以及单个排气风扇，其与所述灯泡相邻布置，所述排气风扇将所述灯泡周围的空气排出。

说明书

技术领域

本发明涉及投影仪以及用于使安装在投影仪中的灯泡冷却的方法。

背景技术

投影仪是用于投射影像的显示设备，并包括作为光源的高亮度灯泡。光例如穿过液晶面板并被射向屏幕等。所谓双灯泡型投影仪是现有技术中的投影仪的示例，其具有两个灯泡。存在两类双灯泡型投影仪，即：两个灯泡被同时接通以增大亮度的双灯泡型投影仪，以及通常两个灯泡中仅一个灯泡被接通而另一灯泡被留做备用灯泡的双灯泡型投影仪。

当安装在投影仪中的灯泡接通时，灯泡会发热。因此，灯泡以及投影仪内部空间的温度会升高。因此，为投影仪设置有包括供气风扇以及排气风扇的冷却系统，以使灯泡以及投影仪的内部空间冷却。

日本未审查专利申请公开号2007-108625揭示了一种涉及双灯泡型投影仪的技术，并描述了为两个灯泡中的每个分别设置单个冷却风扇的结构。

发明内容

如图5及图6所示，在现有技术的双灯泡型投影仪中，灯泡彼此对称布置使得照明光学系统20布置在两者之间。图5是现有技术的投影仪10的平面图。图6是现有技术的投影仪10的立体图。图5及图6示意性地示出了在去除了投影仪10的外壳体的情况下，安装在基体40上的投影仪10的主要部件以及排气风扇2A及2B。

现有技术的投影仪10包括灯箱10A及10B，照明光学系统20，投影光学系统30以及排气风扇2A及2B。在投影仪10是双灯泡切换型的情况下，投影仪10从安装在灯箱10A及10B中的灯泡中的一个发光。安装在灯箱10A及10B中的灯泡被布置为使得其发光方向彼此相对。从各个灯泡发出的光被划分为与三原色(红，绿及蓝)对应的三个光分量，并且使如此划分的光分量穿过液晶面板并在照明光学系统20中结合在一起。通过在照明光学系统20中结合光分量而获得的光作为影像穿过投影光学系统30。该影像沿图5中箭头所示方向从投影光学系统30投射在屏幕上。

在现有技术的双灯泡切换型投影仪10中，将用于在光路之间切换的反射镜布置在照明光学系统20中两个灯箱10A及10B之间的中央位置处。可以容易地设计出灯箱10A及10B以及照明光学系统20的光学设置方式。但是，因为两个灯箱10A及10B彼此分离，故投影仪10的整体尺寸相对较大。

此外，因为灯箱10A及10B彼此分离，故每个灯箱10A及10B均设置有用于冷却其中容纳的灯泡的冷却系统。具体而言，排气风扇2A及2B被布置在与灯箱10A及10B的位置对应的位置处，由此可以有效地排出从灯箱10A及10B的切口12排出的空气。因此，在外壳体42上在靠近灯箱10A及10B的位置处设置有至少两个排气风扇2A及2B，并且排气风扇2A及2B占据了投影仪10内较大的空间。

着眼于对使用者及外部环境的影响，优选地希望排出至投影仪10外部的空气温度较低。但是，在现有技术的投影仪10中，从灯箱10A及10B至各个排气风扇2A及2B的距离较小。因此，难以使从接通并发热的灯泡排出的空气的温度降低。因此，空气在温度相对较高的情况下被排出至投影仪10的外部。此外，在未根据灯泡是否接通来控制排气风扇2A及2B的运转的情况下，当排出了空气的灯泡未被接通时，即使未造成温度变化，排气风扇2A及2B也无用地进行工作。

着眼于上述情况，希望提供一种新的改进投影仪，其中可以减小由用于灯泡的冷却系统所占据的空间，由此整体尺寸可以减小，并且设计自由度可以增大。此外，还希望提供一种用于使安装在投影仪内的灯泡冷却的方法。

根据本发明的实施例，投影仪包括：多个用作光源的灯泡，所述灯泡彼此相邻布置；以及单个排气风扇，其与所述灯泡相邻布置，所述排气风扇排出所述灯泡周围的空气。

投影仪还可包括导热构件，其布置在所述灯泡的空气排出侧，从所述灯泡中被接通的至少一个灯泡排出的空气以及从所述灯泡中未被接通的至少一个灯泡排出的空气与所述导热构件发生接触，由此从所述灯泡中被接通的所述至少一个灯泡排出的空气以及从所述灯泡中未被接通的所述至少一个灯泡排出的空气的温度发生变化。

投影仪还可包括箱形灯箱，其容纳所述灯泡。所述灯箱可在所述灯泡的所述空气排出侧设置有开口，并且所述开口具有朝向所述导热构件倾斜的侧壁，由此从所述灯泡排出的空气能够易于流向所述导热构件。

根据本发明的另一实施例，提供了一种用于使安装在投影仪中的多个灯泡冷却的方法，所述灯泡被用作光源并且彼此相邻布置，并且在所述投影仪中，仅一个灯泡被接通，所述方法包括以下步骤：利用与所述灯泡相邻布置的单个排气风扇，将被接通的所述灯泡周围的空气以及所述灯泡中未被接通的至少一个灯泡周围的空气混合并排出。

该方法还可包括以下步骤：通过使从被接通的所述灯泡排出的空气以及从未被接通的所述至少一个灯泡排出的空气与布置在所述灯泡的空气排出侧的导热构件发生接触，使从被接通的所述灯泡排出的空气以及从未被接通的所述至少一个灯泡排出的空气的温度发生变化。

根据本发明的另一实施例，提供了一种用于使安装在投影仪中的多个灯泡冷却的方法，所述灯泡被用作光源并且彼此相邻布置，并且在所述投影仪中，多个灯泡被接通，所述方法包括以下步骤：利用与所述灯泡相邻布置的单个排气风扇，将被接通的多个灯泡中每一个灯泡周围的空气混合并排出。

如上所述，根据本发明的实施例，可以减小用于灯泡的冷却系统所占据的空间。由此可以减小投影仪的整体尺寸，并且可以提高设计自由度。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的投影仪的立体图；

图2是根据实施例的投影仪的平面图；

图3A是根据实施例的灯箱的侧视图；

图3B是根据实施例的灯箱的水平剖视图；

图4是根据实施例的供气风扇及一个灯箱的竖直剖视图；

图5是现有技术的投影仪的平面图；并且

图6是现有技术的投影仪的立体图。

具体实施方式

现将参考附图来描述本发明的实施例。在说明书及附图中，由相同的标号来表示具有大致相同功能的部件，并将省去重复的说明。

将以下述顺序进行说明：

1.实施例的结构

2.实施例的动作

1.实施例的结构

首先，将描述根据本发明的实施例的投影仪100。图1是根据实施例的投影仪100的立体图。图2是根据实施例的投影仪100的平面图。图1及图2示意性地示出了在去除了投影仪100的外壳体的情况下安装在基体140上的投影仪100的主要部件以及排气风扇102。

根据本实施例的投影仪100包括灯箱110A及110B，照明光学系统120，投影光学系统130以及排气风扇102。投影仪100是用于投射影像的显示设备，并包括作为光源的高亮度灯泡。使光穿过例如液晶面板，并使其射向屏幕等。

投影仪100是双灯泡切换型，通常仅使用两个灯泡中的一个灯泡，而将另一灯泡留作备用灯泡。因此，当使用投影仪100时，仅接通的一个灯泡发热，并且其温度上升。未被接通的另一灯泡不会发热。

灯箱110A及110B呈箱形，并容纳用作投影仪100的光源的灯泡。灯泡例如可以是氙气灯或超高压水银灯。从各个灯泡发出的光被输出至照明光学系统120。因为投影仪100是双灯泡切换型，故当使用投影仪100时，例如基于使用者的选择或投影仪100中的设置，使灯箱110A及110B中的一个灯泡接通。

与现有技术的投影仪10不同，灯箱110A及110B彼此平行布置，使得容纳在灯箱110A及110B中的两个灯泡在投影仪100中向同一方向发光。此外，与现有技术的投影仪10不同，灯箱110A及110B彼此相邻布置。

因为投影仪100是双灯泡切换型，故照明光学系统120包括用于在来自灯箱110A中的灯泡的光的光路与来自灯箱110B中的灯泡的光的光路之间切换的反射镜。因为灯箱110A及110B的布置方式与现有技术投影仪10中的不同，故对用于在来自灯泡的光的光路之间进行切换的反射镜的布置方式与现有技术投影仪10的布置方式不同。

照明光学系统120将从每个灯泡发出的光划分为与三原色(红，绿及蓝)对应的三个光分量。然后，照明光学系统120使这些光分量穿过各个液晶面板，由此生成各种颜色的影像光分量。然后，将影像光分量结合在一起成为影像光。照明光学系统120将结合后的影像光输出至投影光学系统130。照明光学系统120包括UV切割滤波器，蝇眼透镜，反射镜，透镜，液晶面板以及正交棱镜。除了对在来自灯泡的光的光路之间进行切换的反射镜的布置方式之外，照明光学系统120可具有现有技术的结构。

投影光学系统130例如包括投影透镜，并将从照明光学系统120输出的影像光投射在屏幕上。

投影仪100的冷却系统

将参考图1至图4来描述投影仪100的冷却系统。图3A及图3B分别是根据本实施例的灯箱110A及110B的侧视图及水平剖视图。图4是根据本实施例的供气风扇106A及106B以及灯箱110A的竖直剖视图。

投影仪100的冷却系统例如包括供气风扇106A及106B，排气风扇102以及导热构件104。

供气风扇106A及106B例如是离心风扇。供气风扇106A及106B将空气供应至安装在灯箱110A及110B中的灯泡以使在接通时发热的灯泡冷却。如图4所示，供气风扇106A及106B例如连接至灯箱110A(或110B)。

如图4所示，两个供气风扇106A及106B被分别设置在上侧及下侧。因此，可从灯泡的上侧及下侧对其进行冷却。尽管在图4中未示出，但可以设置导管以从供气风扇106A及106B延伸至灯箱110A及110B，并且可通过导管将冷却空气从供气风扇106A及106B供应至灯箱110A及110B。

排气风扇102例如是轴流式风扇。排气风扇102抽吸供应至灯箱110A及110B中的灯泡的空气，并将空气排出至投影仪100外部。如图4所示，排气风扇102例如被安装至投影仪100的外壳体142。

单个排气风扇102被布置在灯箱110A及110B附近。排气风扇102被布置在从排气风扇102至灯箱110A的距离等于从排气风扇102至灯箱110B的距离的位置处。因此，可以均匀地从灯箱110A及110B排出空气。

排气风扇102将来自灯箱110A的空气与来自灯箱110B的空气混合，并排出混合后的空气。排气风扇102被布置为使得在排气风扇102与灯箱110A及110B之间设置有间隙。因此，除了灯箱110A及110B中的空气之外，也可以将投影仪100中其他的空气排出至外部。因此，通过排气风扇102可以冷却投影仪100的整个区域。

导热构件104是例如由具有高导热性的金属制成的板状构件。导热构件104在两个灯箱110A及110B的排气侧被布置在两者之间。如图3A及图3B所示，从灯箱110A排出的空气以及从灯箱110B排出的空气与导热构件104发生接触。

导热构件104具有散热性，因此能够降低从被接通并发热的灯泡排出的空气的温度。因为投影仪100是双灯泡切换型，故来自被接通并发热的一个灯泡的高温空气与导热构件104发生接触，而来自另一未被接通的灯泡的常温空气与导热构件104发生接触。因此，导热构件104持续地被具有相对较低温度的空气冷却，并且可以有效地使来自发热的灯泡的空气冷却。

如图1、图3A及图3B所示，切口112在灯箱110A及110B的排气侧被形成在灯箱110A及110B中。切口112是形成在灯箱110A及110B的壁内的开口。如图3A及图3B所示，切口112的侧壁朝向导热构件104倾斜。因此，从灯泡排出的空气易于流向导热构件104。

2.实施例的动作

现将参考图1至图4来描述用于使安装在根据本发明的实施例的投影仪100中的灯泡冷却的方法。

因为投影仪100是双灯泡切换型，故当使用投影仪100时，灯箱110A及110B中的灯泡中的一个被接通。被接通的灯泡发热。当投影仪100被启动时，投影仪100的供气风扇106A及106B以及排气风扇102开始运转。

供气风扇106A及106B以及排气风扇102运转，由此将空气供应至灯箱110A及110B，并将供应至灯箱110A及110B的空气排出至外部。因此，通过气流使接通的一个灯泡冷却。流经被接通的灯泡的空气被加热至较高温度，并在较高温度状态下从灯箱110A及110B排出。流经未被接通的灯泡的空气在维持其本身温度的情况下从灯箱110A及110B排出。

从灯箱110A排出的空气以及从灯箱110B排出的空气的一部分与导热构件104发生接触。导热构件104具有散热性，因此能够使从被接通并发热的灯泡排出的空气的温度下降。因为来自未被接通的另一灯泡的常温空气与导热构件104发生接触，故导热构件104持续地被具有相对较低温度的空气冷却。因此，可以对来自发热的灯泡的空气进行有效地冷却。

然后，排气风扇102将来自灯箱110A的空气与来自灯箱110B的空气混合，并将混合后的空气排出至投影仪100外部。因为高温空气与低温空气混合，故排出至外部的空气的温度被降低至接近室温的温度(常温)。此外，当根据投影仪100的运转，对被接通的灯泡与未被接通的灯泡进行切换时，可以获得相同的效果。

如图5及图6所示，在现有技术的投影仪10中，灯泡彼此对称布置，使得照明光学系统20布置在两者之间。因为灯箱10A及10B彼此分离，故用于投影仪10的冷却系统被构造使得灯箱10A及10B设置有各自的用于冷却灯泡的排气风扇2A及2B。因此，排气风扇2A及2B占据了投影仪10的外壳内较大的空间。

相反，根据本实施例，两个灯箱110A及110B彼此相邻布置，并且设置有单个排气风扇102。因此，在投影仪100中设置了集成排气结构，并且排气风扇102在投影仪100的外壳内占据的空间减小。因为排气风扇的数量减少，故可以降低制造成本。此外，可以减小投影仪100的整体尺寸，并可以增大设计自由度。

当使用了双灯泡切换型投影仪时，其中一个灯泡被接通并发热，而另一灯泡未被接通并且不发热。在现有技术的双灯泡切换型投影仪10中，为各个灯泡设置有两个排气风扇2A及2B。因此，从一个排气风扇2A(或2B)排出高温空气，并从另一个排气风扇2B(或2A)排出常温空气。因此，存在排出出高温空气的情况，这对于使用者及外部环境而言是不利的。

根据本实施例的双灯泡切换型投影仪100与现有技术的双灯泡切换型投影仪10的类似之处在于，当使用投影仪100时，一个灯泡被接通并发热，而另一灯泡未被接通并且不发热。但是，根据本实施例，已经流经被接通并发热的灯泡的空气与已经流经未被接通的灯泡的空气得到混合，并从单个排气风扇102一起被排出。因此，可将排出的冷却空气的温度降低至接近室温的温度。

根据现有技术，已经流经未被接通的灯泡的空气被直接排出，而一个排气风扇2A(或2B)则不必要地进行运转。相反，在本实施例中，因为排气风扇102从两个灯泡抽吸空气，故排气风扇102不会不必要地运转。此外，根据本实施例，可以利用已经流经未被接通的灯泡的具有相对较低温度(常温)的空气来对已经流经被接通并发热的灯泡的空气进行冷却。

尽管参考附图详细描述了本发明的实施例，故本发明并不限于上述实施例。

例如，在上述实施例中，在投影仪中设置了两个灯箱以及两个灯泡。但是，本发明并不限于此，而是可将本发明应用于具有三个或更多灯箱以及三个或更多灯泡的投影仪。例如在三个灯泡彼此相邻布置的情况下，可将排气风扇与位于中央的灯泡相邻地布置。

此外，尽管在上述实施例中描述了双灯泡切换型投影仪，但可以将本发明应用于灯泡被同时接通以提高亮度的投影仪。在此情况下，从被接通的各个灯泡均排出高温空气。但是，这可以在投影仪100中设置集成排气结构，并可以减小排气风扇102在投影仪的外壳内占据的空间。此外，可通过导热构件104来冷却由灯泡排出的空气。因此，可以降低排出至投影仪外部的空气的温度。

本申请包含于2009年12月28日向日本专利局递交的日本在先专利申请JP2009-298941所涉及的主题，通过引用将其全部内容包含在本说明书中。

本领域的技术人员可以理解，在不脱离所附权利要求的范围或其等同范围的前提下，可以基于设计要求及其他因素进行各种不同的改变，组合，子组合以及替换。