專利名稱：燈單元和具備該燈單元的投影儀裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將放電燈作為光源對影像進行投影顯示的投影儀裝置，特別涉及對光源燈適當(dāng)冷卻的投影儀裝置的冷卻機構(gòu)。
背景技術(shù)：
投影儀裝置是將光源發(fā)出的光用反射鏡、透鏡等聚光，透過液晶面板等顯示元件來形成光學(xué)像，并將該光學(xué)像通過投射透鏡或投射鏡投影到外部屏幕等的裝置。作為投影儀裝置的光源，一般使用高壓水銀燈等放電燈。放電燈的背后被反射鏡(反射體)覆蓋，前方被防爆玻璃覆蓋，成為大致密封的方式。由于放電燈在點亮?xí)r溫度很高而設(shè)定了適當(dāng)?shù)臏囟龋绻^適當(dāng)溫度持續(xù)使用，則將導(dǎo)致燈壽命的縮短及破裂、甚至損壞。因此，設(shè)置為了將放電燈保持在適當(dāng)溫度而通過風(fēng)扇進行強制氣冷的冷卻機構(gòu)。投影儀裝置中使用的放電燈，其發(fā)光部的上部溫度尤其高，因此對上部集中冷卻來消除放電燈的溫度差，使其保持在適當(dāng)溫度。另外，投影儀裝置的設(shè)置方式，通常為水平設(shè)置在桌上的平放(擺放)設(shè)置和從天花板垂下設(shè)置的吊頂設(shè)置。在平放設(shè)置時多數(shù)情況下向斜上方進行投射，因此保持該姿勢安裝于天花板時會導(dǎo)致朝向天花板投射。由此，在吊頂設(shè)置時，以將投影儀裝置上下翻轉(zhuǎn)后的姿勢安裝使其向斜下方進行投射。此時，投影儀裝置內(nèi)的放電燈也上下翻轉(zhuǎn)。于是，要求燈冷卻機構(gòu)不管是在平放設(shè)置還是在吊頂設(shè)置的狀態(tài)下都能夠?qū)⒎烹姛舯３衷谶m當(dāng)溫度 (溫度分布)。作為冷卻投影儀裝置的放電燈的技術(shù)，例如在日本特開平10-106307號公報所記載的技術(shù)中，在支承放電燈的燈殼(lamp housing)側(cè)面的上部和下部形成燈冷卻用的開口部，設(shè)置有對該開口部的開口區(qū)域進行選擇的閘門部件(shutter)。閘門部件根據(jù)燈殼的安裝姿勢在上下方向上滑動來選擇開口區(qū)域。由此，即使在燈殼的安裝姿勢為上下方向顛倒的情況下，也能夠?qū)碜岳鋮s風(fēng)扇的風(fēng)導(dǎo)向燈殼的上部。

發(fā)明內(nèi)容
近年來，對于投影儀裝置的設(shè)置方式，根據(jù)其用途提出了上述平放設(shè)置和吊頂設(shè)置以外的姿勢的要求。例如，使投射方向朝向桌子上表面等的下方向的下投射設(shè)置。在此情況下，將投影儀裝置的箱體在垂直方向上立起，裝置內(nèi)的放電燈隨之也以垂直方向的姿勢使用。下面，將該方式稱為“縱置設(shè)置”。在日本特開平10-106307號公報中公開的冷卻結(jié)構(gòu)，是閘門部件因自重而可在上下方向上移動的結(jié)構(gòu)，對于平放設(shè)置和吊頂設(shè)置而言，能夠?qū)舻臏囟群芨叩纳喜坑行У乩鋮s。但是，對于上述縱置設(shè)置而言，則不能夠有效地應(yīng)對。其原因是，因自重而可上下移動的閘門部件不能夠在水平方向上移動，而且反而由于在開口部存在閘門部件而導(dǎo)致開口區(qū)域變得狹窄，由此燈的冷卻效率降低。另外，雖然也能夠考慮根據(jù)各種設(shè)置方式分別設(shè)置適于各種方式的冷卻機構(gòu)(冷卻風(fēng)扇、冷卻風(fēng)吹出部)，但是裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜且使用的冷卻部件數(shù)量較多，成為成本上升和裝置重量增加的主要原因。本發(fā)明的目的在于提供一種具備能夠根據(jù)投影儀裝置的各種設(shè)置方式(平放、吊頂、縱置)，以簡單的結(jié)構(gòu)消除放電燈的溫度差，將其保持在適當(dāng)溫度的冷卻機構(gòu)的投影儀
直ο本發(fā)明提供一種投影儀裝置，其將放電燈作為光源對影像進行投影顯示，該投影儀裝置包括產(chǎn)生冷卻風(fēng)的冷卻風(fēng)扇；將該冷卻風(fēng)導(dǎo)向放電燈的冷卻管道；將從冷卻管道送來的冷卻風(fēng)從由分隔板分割成的多個流路供向放電燈的冷卻風(fēng)吹出口 ；和對將冷卻風(fēng)從冷卻風(fēng)吹出口供向放電燈的流路進行切換的風(fēng)向切換部，其中，風(fēng)向切換部以使冷卻風(fēng)集中到放電燈的燈泡的重力方向上部側(cè)的方式選擇流路。在此，冷卻風(fēng)吹出口的流路由兩片分隔板分割成3部分，風(fēng)向切換部在該裝置的設(shè)置姿勢為平放設(shè)置和吊頂設(shè)置的情況下，選擇被分割成3部分的流路中的重力方向上側(cè)的兩個流路，在縱置設(shè)置的情況下選擇全部3個流路。另外，風(fēng)向切換部具有遮擋冷卻風(fēng)的流動的擋風(fēng)球和作為該擋風(fēng)球的移動路徑的引導(dǎo)部，擋風(fēng)球因自重而在引導(dǎo)部內(nèi)移動，將冷卻風(fēng)吹出口的流路遮斷。根據(jù)本發(fā)明，不管投影儀裝置為平放設(shè)置、吊頂設(shè)置、縱置設(shè)置中的哪一種狀態(tài)， 放電燈在上下方向都不存在溫度差，被保持在適當(dāng)?shù)臏囟取Ｓ纱瞬粌H能夠?qū)崿F(xiàn)放電燈的長壽命化，而且能夠以簡單的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)上述冷卻機構(gòu)。


圖1是本發(fā)明的投影儀裝置的實施例中裝置內(nèi)部的平面結(jié)構(gòu)圖。圖2是收納在燈單元1中的放電燈10的截面圖。圖3是表示燈單元1附近的冷卻機構(gòu)的立體圖。圖4A是表示投影儀裝置的平放設(shè)置方式的圖。圖4B是表示投影儀裝置的吊頂設(shè)置方式的圖。圖4C是表示投影儀裝置的縱置設(shè)置方式的圖。圖5A是表示投影儀裝置在平放設(shè)置時冷卻風(fēng)的流動的圖。圖5B是表示投影儀裝置在吊頂設(shè)置時冷卻風(fēng)的流動的圖。圖5C是表示投影儀裝置在縱置設(shè)置時冷卻風(fēng)的流動的圖。
具體實施例方式基于附圖對本發(fā)明的實施例進行說明。圖1表示本發(fā)明的投影儀裝置的實施例中裝置內(nèi)部的平面結(jié)構(gòu)圖。作為主要的結(jié)構(gòu)要素，包括收納放電燈的燈單元1 ；將冷卻風(fēng)導(dǎo)向燈單元1的冷卻管道2 ；產(chǎn)生冷卻風(fēng)的冷卻風(fēng)扇3 ；作為形成光學(xué)像的顯示元件的液晶面板4 ；和將光學(xué)像投影到外部的屏幕等的投射透鏡5和投射鏡6。
圖2是收納在燈單元1中的放電燈10的截面圖。放電燈10由作為光源的燈泡 11、燈芯片(以下簡稱為芯片)12和從背后覆蓋燈泡11的反射鏡13構(gòu)成。點亮放電燈10 時，由于發(fā)生熱的對流，所以燈泡4的上部側(cè)Ila與下部側(cè)lib相比溫度總是更高。放電燈 10的照度維持時間(燈壽命)取決于動作中(點亮中)的燈泡11的上部側(cè)Ila與下部側(cè) lib的溫度差，為了使其長壽命化有必要縮小兩者的溫度差。即，集中冷卻燈泡11的高溫側(cè)來縮小溫度差即可，但是高溫位置隨著投影儀裝置的設(shè)置姿勢(設(shè)置方式)而發(fā)生變化。 于是本實施例中，根據(jù)裝置的設(shè)置姿勢，進行冷卻風(fēng)的風(fēng)向控制。圖3為表示燈單元1附近的冷卻機構(gòu)的立體圖。放電燈10被燈殼20支承地安裝于投影儀裝置。在燈殼20的側(cè)面設(shè)置有將從冷卻管道3送來的燈冷卻風(fēng)向放電燈10供給的冷卻風(fēng)吹出口 21。冷卻風(fēng)吹出口 21通過2片分隔板22分隔其開口部，在上下方向上分割為3個流路23。從燈殼20 —側(cè)(圖中上側(cè))起將3個流路設(shè)為23a、23b、23c，冷卻風(fēng)被分隔板22整流后從各流路吹出。進而，在冷卻風(fēng)吹出口 21的跟前(上風(fēng)側(cè))設(shè)置風(fēng)向切換部對，對從冷卻管道3 送來的燈冷卻風(fēng)向放電燈10吹出的方向(吹出的流路)進行控制。風(fēng)向切換部M由遮擋冷卻風(fēng)的流動的1個擋風(fēng)球25和作為擋風(fēng)球25的移動路徑的引導(dǎo)部沈構(gòu)成。擋風(fēng)球25 是直徑比上述流路的尺寸大的金屬球，因其自重在引導(dǎo)部沈內(nèi)移動。另外，通過冷卻風(fēng)吹出口 21的分隔板22防止擋風(fēng)球25向下風(fēng)方向的脫落。在此，以使擋風(fēng)球25與3個方向的重力方向相應(yīng)地自由移動，分別在不同的移動目的地穩(wěn)定地停留的方式，引導(dǎo)部26形成為大致三角形狀的移動路徑和凹狀的球支承部。即，在重力方向為28a時擋風(fēng)球25的移動位置(穩(wěn)定位置)為球支承部27a，重力方向為^b時的移動位置為球支承部27b，重力方向為^c時的移動位置為球支承部27c。此外，在重力方向為與紙面垂直的方向^d的情況下，通過使向移動位置27c的移動路徑具有傾斜、使球支承部27c的深度比其他的更深， 能夠使擋風(fēng)球25的移動位置為27c。在該圖中表示在重力方向為^b時擋風(fēng)球25移動到 27b的位置并停留的狀態(tài)。在將風(fēng)向切換部M安裝于冷卻風(fēng)吹出口 21時，引導(dǎo)部沈的移動位置(球支承部)27a和27b分別與冷卻風(fēng)吹出口 21的流路23a和23c的位置對應(yīng)，移動位置27c設(shè)定于與哪一個流路均錯開的位置。由此，通過擋風(fēng)球25在移動到移動位置27a時堵塞流路 23a,擋風(fēng)球25在移動到移動位置27b時堵塞流路23c，對冷卻風(fēng)的吹出流路進行切換。此外，在擋風(fēng)球25移動到移動位置27c時，哪一個流路均不被堵塞，因此冷卻風(fēng)均勻地吹出。 當(dāng)投影儀裝置的設(shè)置姿勢改變時，風(fēng)向切換部M的姿勢也改變，對應(yīng)于此時的重力方向， 擋風(fēng)球25因自重而移動，由此切換冷卻風(fēng)的吹出方向。這樣，將設(shè)置在燈殼20的側(cè)面的冷卻風(fēng)吹出口 21以分隔板22進行3分割而形成 3個流路23a 23c，通過風(fēng)向切換部M根據(jù)投影儀裝置的設(shè)置姿勢選擇最佳的流路，來控制冷卻風(fēng)的吹出方向。這種冷卻機構(gòu)能夠以追加分隔板22和風(fēng)向切換部M的簡單的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)。圖4A 圖4C是表示投影儀裝置的各種設(shè)置方式的附圖。在各附圖中41為投影儀裝置、42為投射鏡、43為投射面。圖4A所示為平放設(shè)置的情況，將投影儀裝置41水平地放置在桌上，從投射鏡42 向垂直的投射面43投射影像。圖4B所示為吊頂設(shè)置的情況，將投影儀裝置41通過支柱從天花板懸吊垂下，從投射鏡42向垂直的投射面43投射影像。圖4C所示為縱置設(shè)置的情況， 將投影儀裝置41縱置載置在兼作投射面43的桌上，將影像從投射鏡42投射到水平的投射面43。當(dāng)投影儀裝置41的設(shè)置方式改變時，內(nèi)置的燈單元1(放電燈10)的姿勢改變。 即，在燈單元1為圖1的配置的情況下，在各設(shè)置方式中燈泡11的軸方向為大致水平，但是對于燈泡11的重力方向上部側(cè)的部分替換。圖5A 圖5C是表示投影儀裝置的各設(shè)置方式中冷卻風(fēng)的流動的圖。此處表示燈冷卻機構(gòu)整體的截面圖(圖1中的A-A截面)，和放電燈10的截面圖(B-B截面)。重力方向以箭頭觀表示，冷卻風(fēng)的流動以箭頭四表示。圖5A所示為平放設(shè)置的情況，風(fēng)向切換部M內(nèi)的擋風(fēng)球25因自重而穩(wěn)定在引導(dǎo)部26內(nèi)的重力下方的移動位置27b。其結(jié)果是將冷卻風(fēng)吹出口 21的下部流路23c遮斷，選擇剩余的上部流路23a和中央部流路2 作為冷卻風(fēng)吹出口。用來自上部流路23a的冷卻風(fēng)對燈泡11的上部側(cè)Ila進行冷卻，用來自中央部流路23b的冷卻風(fēng)冷卻芯片12。圖5B所示為吊頂設(shè)置的情況，相對于圖5A的平放設(shè)置的情況，冷卻風(fēng)吹出口 21 與風(fēng)向切換部M的上下方向反轉(zhuǎn)。風(fēng)向切換部M內(nèi)的擋風(fēng)球25因自重而穩(wěn)定在引導(dǎo)部 26內(nèi)的重力下方的移動位置27a。其結(jié)果是將冷卻風(fēng)吹出口 21的下部流路23a遮斷，選擇剩余的上部流路23c和中央部流路2 作為冷卻風(fēng)的吹出口。從上部流路23c對燈泡11 的上部側(cè)Ila進行冷卻，從中央部流路2 對芯片12進行冷卻。圖5C所示為縱置設(shè)置的情況，相對于圖5A的平放設(shè)置、圖5B的吊頂設(shè)置的情況， 冷卻風(fēng)吹出口 21的各流路23a、23b、23c配置在水平方向上。此時，冷卻風(fēng)吹出口 21配置在放電燈10(燈泡11、芯片1 的重力上方。風(fēng)向切換部M內(nèi)的擋風(fēng)球25因自重而穩(wěn)定在引導(dǎo)部沈內(nèi)的重力下方的移動位置27c。在此情況下，擋風(fēng)球25不會遮斷流路23a、23b、 23c。即，3個流路全部被選擇為冷卻風(fēng)的吹出口。從左部的流路23a和右部的流路23c對燈泡11的上部側(cè)Ila進行冷卻，從中央部的流路2 對芯片12進行冷卻。通過進行上面這樣的冷卻風(fēng)的風(fēng)向控制，不管在投影儀裝置的平放設(shè)置、吊頂設(shè)置、縱置設(shè)置中的哪一種狀態(tài)下，都能夠使吹向放電燈內(nèi)成為高溫的燈泡上部側(cè)的冷卻風(fēng)集中來抑制溫度上升，消除燈泡上部側(cè)與下部側(cè)的溫度差，保持在適當(dāng)溫度。由此，不但能夠?qū)崿F(xiàn)放電燈的長壽命化，而且還能夠以簡單的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)以此為目標(biāo)的冷卻機構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種投影儀裝置，其將放電燈作為光源對影像進行投影顯示，該投影儀裝置的特征在于，包括產(chǎn)生冷卻風(fēng)的冷卻風(fēng)扇；將該冷卻風(fēng)導(dǎo)向所述放電燈的冷卻管道；將從該冷卻管道送來的冷卻風(fēng)從由分隔板分割成的多個流路供向所述放電燈的冷卻風(fēng)吹出口 ；和對將冷卻風(fēng)從該冷卻風(fēng)吹出口供向所述放電燈的流路進行切換的風(fēng)向切換部，其中該風(fēng)向切換部以使冷卻風(fēng)集中到所述放電燈的燈泡的重力方向上部側(cè)的方式選擇流路。
2.如權(quán)利要求1所述的投影儀裝置，其特征在于所述冷卻風(fēng)吹出口的流路由兩片分隔板分割成3部分，所述風(fēng)向切換部，在該裝置的設(shè)置姿勢為平放設(shè)置和吊頂設(shè)置的情況下，選擇被分割成3部分的流路中的重力方向上側(cè)的兩個流路，在縱置設(shè)置的情況下選擇全部3個流路。
3.如權(quán)利要求1或2所述的投影儀裝置，其特征在于所述風(fēng)向切換部具有遮擋冷卻風(fēng)的流動的擋風(fēng)球和作為該擋風(fēng)球的移動路徑的引導(dǎo)部，該擋風(fēng)球因自重而在引導(dǎo)部內(nèi)移動，將所述冷卻風(fēng)吹出口的流路遮斷。
4.如權(quán)利要求3所述的投影儀裝置，其特征在于所述風(fēng)向切換部設(shè)置在所述冷卻風(fēng)吹出口的跟前，所述擋風(fēng)球是直徑比所述各流路的尺寸大的金屬球，通過該冷卻風(fēng)吹出口的分隔板來防止該擋風(fēng)球脫落。
5.一種燈單元，其為至少能夠以兩種設(shè)置姿勢使用的光投射投影儀的燈單元，該燈單元的特征在于，包括放電燈；和冷卻風(fēng)噴出部，其在鉛直方向上具有多個冷卻風(fēng)的噴出口，根據(jù)設(shè)置姿勢對所述噴出口的冷卻風(fēng)的噴出進行控制，將冷卻風(fēng)向所述放電燈噴出。
6.如權(quán)利要求5所述的燈單元，其特征在于所述冷卻風(fēng)噴出部具有在鉛直方向上設(shè)置的冷卻風(fēng)的第一噴出口、第二噴出口和第三噴出口，在第一設(shè)置姿勢下，從相鄰的第一噴出口和第二噴出口噴出冷卻風(fēng)， 在第二設(shè)置姿勢下，從相鄰的第二噴出口和第三噴出口噴出冷卻風(fēng)。
7.如權(quán)利要求6所述的燈單元，其特征在于所述冷卻風(fēng)噴出部，在第三設(shè)置姿勢下，從第一噴出口、第二噴出口和第三噴出口噴出冷卻風(fēng)。
8.如權(quán)利要求5所述的燈單元，其特征在于 所述冷卻風(fēng)噴出部包括遮擋所述噴出口的通風(fēng)路徑的金屬球；和在鉛直方向上并列設(shè)置的冷卻風(fēng)的第一噴出口、第二噴出口和第三噴出口， 相應(yīng)于第一設(shè)置姿勢，所述金屬球因自重而移動，將來自所述第三噴出口的冷卻風(fēng)的通風(fēng)遮斷，相應(yīng)于第二設(shè)置姿勢，所述金屬球因自重而移動，將來自所述第一噴出口的冷卻風(fēng)的通風(fēng)遮斷，相應(yīng)于第三設(shè)置姿勢，所述金屬球因自重而移動，從所述第一噴出口、第二噴出口和第三噴出口噴出冷卻風(fēng)。
9.如權(quán)利要求8所述的燈單元，其特征在于，所述冷卻風(fēng)噴出部具有引導(dǎo)部，該引導(dǎo)部包括三角形狀的移動路徑和凹狀的球支承部，所述凹狀的球支承部位于所述移動路徑的三角形狀的頂點，并且兩個球支承部與所述第一噴出口和所述第三噴出口對應(yīng)地設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種燈單元和具備它的投影儀裝置。從冷卻管道(3)送來的冷卻風(fēng)，從具有由分隔板(22)分割出的多個流路(23a～23c)的冷卻風(fēng)吹出口(21)被供給至放電燈(10)。風(fēng)向切換部(24)對將冷卻風(fēng)從冷卻風(fēng)吹出口(21)供給至放電燈(10)的流路進行切換。風(fēng)向切換部(24)內(nèi)的擋風(fēng)球(25)因其自重而在引導(dǎo)部(26)內(nèi)移動，將冷卻風(fēng)吹出口(21)的流路遮斷。由此，即使投影儀裝置的設(shè)置姿勢在平放設(shè)置、吊頂設(shè)置和縱置設(shè)置之間改變，也能夠使冷卻風(fēng)集中到放電燈(10)的燈泡的重力方向上部側(cè)(11a)，消除放電燈(10)的溫度差。通過該結(jié)構(gòu)，根據(jù)投影儀裝置的各種設(shè)置方式(平放、吊頂、縱置)，以簡單的結(jié)構(gòu)消除放電燈的溫度差而保持適當(dāng)?shù)臏囟取?br> 文檔編號G03B21/20GK102269919SQ201110111879
公開日2011年12月7日 申請日期2011年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月4日
發(fā)明者井上弘之, 前原浩志, 大森岳, 齊藤秀春 申請人:日立民用電子株式會社