專利名稱：投影型圖像顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種投影型圖像顯示裝置，其將顯示在顯示設(shè)備上的放大圖像投影在屏幕上，特別是，涉及一種投影型圖像顯示裝置，其包括用于冷卻該顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)、光源燈或諸如此類的東西。
背景技術(shù)：
投影型圖像顯示裝置通過投影透鏡將顯示在顯示設(shè)備上的圖像放大并將該圖像投影到屏幕上，該顯示設(shè)備例如小型陰極射線管(CRTs)或光閥(能夠?qū)崟r存儲并刪除圖像的小型顯示設(shè)備)。
在這種顯示器中，液晶設(shè)備和小型CRT都在廣泛應(yīng)用。包括液晶顯示設(shè)備的投影型圖像顯示裝置通常被稱作液晶投影儀。
顯示設(shè)備可被歸類到反射型和透射型之下。在包括反射顯示設(shè)備的投影型圖像顯示裝置中，來自光源的光束入射到顯示設(shè)備的前表面上，并從該顯示設(shè)備被反射。投影型圖像顯示裝置經(jīng)例如透鏡的光學(xué)系統(tǒng)放大該被反射的光束，并將該光束投射到屏幕上。
相反地，在包括透射顯示設(shè)備的投影型圖像顯示裝置中，來自光源的光束入射到顯示設(shè)備的后表面上，并穿過該顯示設(shè)備被傳輸。該投影型圖像顯示裝置經(jīng)例如透鏡的光學(xué)系統(tǒng)放大該被傳輸?shù)墓馐?，并將該光束投射到屏幕上?br> 反射型和透射型液晶顯示設(shè)備兩者均已被投入實用。
并且，被稱為數(shù)字微鏡裝置(DMD，micromirror devices)的顯示設(shè)備也已被開發(fā)，并在投影型圖像顯示裝置中被采用。DMD在顯示設(shè)備前表面上包括多個微小鏡子，且鏡子數(shù)量與象素數(shù)量相同。通過電子地或機械地改變各個鏡子的角度，進入DMD前表面的光束被調(diào)制和反射。也就是說，DMD為反射型的。
下述投影型圖像顯示裝置常被稱為數(shù)字光處理(DLPTM)投影儀，即投影型圖像顯示裝置通過例如透鏡的光學(xué)系統(tǒng)，將來自光源的光束施加到DMD前表面，并將由DMD表面反射的調(diào)制光束投影到屏幕上。DLP是美國Texas Instruments Incorporated的商標。
除包括有液晶設(shè)備或DMD的投影型圖像顯示裝置的高分辨率技術(shù)之外，在高亮度技術(shù)領(lǐng)域中的新近發(fā)展令人矚目。至今，為利用投影型圖像顯示裝置，室內(nèi)亮度需要通過例如關(guān)上窗簾而降低。然而，歸功于高亮度技術(shù)，在普通室內(nèi)亮度下，也可基本上無障礙地使用投影型圖像顯示裝置。
該高亮度技術(shù)是通過降低光傳輸系統(tǒng)損失的技術(shù)，以及通過增加光源本身發(fā)射量來實現(xiàn)的。
由于光源本身發(fā)射量的增加，投影型圖像顯示裝置內(nèi)部產(chǎn)生的熱量增加了。同時，由于用戶對緊湊性特征的要求，投影型圖像顯示裝置的零件必須被高度密集化。
因而，甚至在具有高度密集化零件總局的條件下，用于有效地冷卻該增加的熱量的技術(shù)之發(fā)展成為必要。
美國專利號6644817、6402324和6350033公開了用于冷卻包括有作為顯示設(shè)備的透射液晶設(shè)備的投影型圖像顯示裝置的技術(shù)。
美國專利號6644817或6402324中公開的投影型圖像顯示裝置包括兩個布置在裝置外殼左前部和右前部、用于引入空氣的進氣扇，以及布置在后部、用于排出空氣的兩個排氣扇。該裝置還包括三個進氣口，其中兩個形成在進氣扇的前面，剩余一個形成在底部中央。
風(fēng)扇和進氣口形成第一和第二流道，其中，空氣沿著投影型圖像顯示裝置外殼的左側(cè)和右側(cè)表面從前到后流動，并形成第三流道，其中空氣從底部中央到后部流動。
而且，在投影型圖像顯示裝置中，兩個分離的供電單元被布置在外殼的左右兩側(cè)。這兩個供電單元由第一和第二流道來冷卻。
產(chǎn)生最多熱量的光源單元與排氣扇相鄰布置在外殼后部，并由除第一和第二流道之外的第三流道來冷卻。
此外，被包括在投影型圖像顯示裝置中的一個用于冷卻對應(yīng)于紅、綠和藍(RGB)顏色的三個透射液晶設(shè)備的結(jié)構(gòu)被公開于美國專利號6350033中。由于被傳輸光束的部分光能作為傳輸損失而被轉(zhuǎn)化為熱能，所以透射液晶設(shè)備產(chǎn)生熱量。相應(yīng)地，用于冷卻透射液晶設(shè)備的一個附加進氣扇在容納有透射液晶設(shè)備的密封空間內(nèi)對空氣進行強制循環(huán)，以冷卻空氣。
美國專利號6682197中公開了一項用于冷卻包括有反射液晶設(shè)備的投影型圖像顯示裝置的技術(shù)。
根據(jù)美國專利號6682197中公開的投影型圖像顯示裝置的一個實施例，投影型圖像顯示裝置包括一個大排氣扇和兩個相對較小的進氣扇。此外，三個分離的反射液晶設(shè)備被布置在三個遠距離位置處。
其中一個進氣扇布置在鄰近三個反射液晶設(shè)備之一處，以基本專門地冷卻該反射液晶設(shè)備。
另一進氣扇和大排氣扇冷卻另兩個反射液晶設(shè)備和一個產(chǎn)生最多熱量的光源單元。
光源單元包括一個發(fā)光元件和一個覆蓋著發(fā)光元件的、基本為拋物面的金屬反射器。通過沿金屬反射器后表面流動，冷卻空氣冷卻了反射器和發(fā)光元件，而發(fā)光元件的熱量傳遞給了反射器。
兩個反射液晶設(shè)備和光源單元的反射器并不排列在一條直線上，而是通過恰當(dāng)布置外殼組件和冷卻空氣的導(dǎo)向板，形成一個管道結(jié)構(gòu)。這樣，兩個反射液晶設(shè)備和光源單元被布置在管道結(jié)構(gòu)進口和出口處的進氣扇和排氣扇來冷卻。由于在投影型圖像顯示裝置中，光源單元產(chǎn)生了最多的熱量，對于高亮度投影型圖像顯示裝置，需要額外的高冷卻能力。
當(dāng)半導(dǎo)體元件驅(qū)動象素時，諸如DMD和液晶設(shè)備的顯示設(shè)備也產(chǎn)生熱量。除自發(fā)熱外，反射顯示設(shè)備由于反射損失也產(chǎn)生熱量，透射顯示設(shè)備由于傳輸損失也產(chǎn)生熱量。
由于反射損失或傳輸損失而產(chǎn)生的熱量相對于光源發(fā)射量而增加。相應(yīng)地，當(dāng)投影型圖像顯示裝置的亮度增加時，顯示設(shè)備的冷卻和光源單元的冷卻都很重要。
另一方面，由于新近的投影型圖像顯示裝置的分辯率已被提高，對于觀看不僅是如常規(guī)技術(shù)中的幻燈片和靜止圖像，而且還有電影和音樂節(jié)目錄像，存在持續(xù)增長的需要。這樣，除冷卻技術(shù)外，還需要一種降低由例如風(fēng)扇產(chǎn)生的噪音的技術(shù)。
根據(jù)美國專利號6644817、6402324和6350033中公開的冷卻技術(shù)，不僅光學(xué)元件，例如光源單元和透射顯示設(shè)備，而且供電單元和控制電路板也被布置成適于進行冷卻。然而，這些布置不能適用于具有不同電路配置或模式的投影型圖像顯示裝置。
此外，由于需要四個或五個進氣和排氣扇進行冷卻，在噪聲方面的改善必須被引進。
根據(jù)美國專利號6682197中公開的冷卻技術(shù)，管道結(jié)構(gòu)是由外殼組件和風(fēng)的導(dǎo)向板形成。布置在內(nèi)部的光源單元和反射液晶設(shè)備被穿過管道結(jié)構(gòu)的冷卻空氣有效冷卻。
然而，由于美國專利號6682197中公開的投影型圖像顯示裝置包括有位于其左前部和右前部的進氣扇和排氣扇，連接進氣扇和排氣扇的管道結(jié)構(gòu)是非直線的，包括有位于其某些位置的多個折彎部分和風(fēng)向引導(dǎo)裝置。
結(jié)果是，與直線管道結(jié)構(gòu)的壓力損失相比，估計該管道結(jié)構(gòu)的壓力損失將會很高。因而，如果由于高亮度而使光源單元和顯示設(shè)備產(chǎn)生的熱量增加，將會有由不充分的空氣量造成不充分的冷卻能力的可能性，除非增加風(fēng)扇數(shù)量或風(fēng)扇功率。此外，噪音也隨著風(fēng)扇數(shù)量或風(fēng)扇功率的增加而增加。

發(fā)明內(nèi)容
相應(yīng)地，本發(fā)明的一個目的正是提供一種能夠有效冷卻光源單元和顯示設(shè)備的投影型圖像顯示裝置。
為達到上述目的，依據(jù)本發(fā)明的投影型圖像顯示裝置包括一個主體，該主體包括一個進氣口和一個出氣口，并容納著一個發(fā)熱元件；一個燈單元，該燈單元包括一個光源燈和一個殼體，該殼體容納著該光源燈并包括一個吸氣口和一個排氣口，該排氣口與該出氣口相聯(lián)通；一個管道單元，該管道單元包括與進氣口相鄰的第一端、與吸氣口相鄰的第二端，以及一個連接著第一端和第二端的流道；一個熱學(xué)地連接到發(fā)熱元件的散熱單元，至少部分該散熱單元被布置在管道單元的流道之內(nèi)；以及一個布置在流道內(nèi)的散熱單元和管道單元的第二端之間的風(fēng)扇，該風(fēng)扇經(jīng)管道單元的第一端從進氣口吸入空氣，并經(jīng)管道單元的第二端將空氣送到吸氣口。
依據(jù)本發(fā)明的投影型圖像顯示裝置，光源單元和顯示設(shè)備可被有效冷卻。
附圖描述所附附圖，這些附圖被引入并構(gòu)成本說明書的一部分，說明了本發(fā)明的實施例，并連同以上給出的總體描述以及下面給出的實施例的詳細描述一起，用于解釋本發(fā)明的原理。


圖1A和1B示出了一個依據(jù)本發(fā)明一個實施例的投影型圖像顯示裝置；圖2示出了依據(jù)本發(fā)明一個實施例的投影型圖像顯示裝置零件總布局；圖3示出了與冷卻通道(第二流道)相關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)，該通道用于冷卻依據(jù)本發(fā)明一個實施例的投影型圖像顯示裝置中所包括的顯示設(shè)備和光源燈；圖4示出了依據(jù)本發(fā)明一個實施例的投影型圖像顯示裝置中所包括的一個管道單元的結(jié)構(gòu)；圖5為依據(jù)本發(fā)明一個實施例的投影型圖像顯示裝置中所包括的管道單元的一個橫剖面圖；圖6為從前面觀察時的一個透視圖，示出了一個反射顯示設(shè)備和一個用于發(fā)散出設(shè)備熱量的散熱單元的詳細結(jié)構(gòu)；圖7為從后面觀察時的一個透視圖，示出了該反射顯示設(shè)備和該用于散發(fā)出設(shè)備熱量的散熱單元的詳細結(jié)構(gòu)；圖8為從上方觀察時，一個燈單元的透視圖；
圖9為從下方觀察時，該燈單元的透視圖；圖10為該燈單元的一個水平橫剖面圖；圖11示出了在第二流道中流動的冷卻空氣的流動圖；圖12為當(dāng)安裝有散熱單元時，管道單元的橫剖面圖；以及圖13示出了依據(jù)本發(fā)明第二實施例的投影型圖像顯示裝置中一個吸氣口和泄氣孔。
具體實施例方式
現(xiàn)將參照附圖對根據(jù)本發(fā)明的投影型圖像顯示裝置1的第一個實施方案進行描述。
顯示裝置的整體結(jié)構(gòu)在投影型圖像顯示裝置1中，來自諸如超高壓汞燈的光源的光束通過旋轉(zhuǎn)的具有RGB顏色的薄膜(色輪)入射在被稱作DMD的顯示設(shè)備上。在DMD中對于每個像素，被調(diào)制的該光束被反射、經(jīng)投影透鏡單元6放大，然后被投射到屏幕上。
圖1A和圖1B是投影型圖像顯示裝置1的示范性的概觀圖。圖1A從上面看的投影型圖像顯示裝置1的透視圖，圖1B是從下面看的透視圖。
參照圖1A和1B，投影型圖像顯示裝置1包括可分成兩部分的外殼2(上部和下部)。投影透鏡單元6的部分從外殼2的前面露出。投影型圖像顯示裝置1的零件容納在外殼2內(nèi)。
外殼2包括上部殼3和下部殼4。
從背面看，用于吸入冷卻空氣的大量空氣入口8配備在上部殼3和下部殼4的左側(cè)表面上。
投影型圖像顯示裝置1的用于不同操作的多個操作按鈕7配置在上部殼3的頂面上。
如圖1B所示，從背面看，用于排出冷卻空氣的大量出氣口9配置在上部殼3和下部殼4的右側(cè)表面。
大量連通孔10形成在外殼2的背面上的下部。這些連通孔10輸出布置在外殼內(nèi)部的揚聲器的聲音。
連接器面板11配備在外殼2的背面，連接器面板11具有與例如電視接收器和電腦的外部設(shè)備連接的各種連接器。
用于更換光源燈的蓋12配置在下部殼4的底面上。用于用三個點來支持投影型圖像顯示裝置1的腳底座13a、13b和13c也配置在下部殼4的底面上。
顯示零件的布局圖2是投影型圖像顯示裝置1的俯視圖，示出當(dāng)外殼2的上部殼3去掉時的投影型圖像顯示裝置1各部件的布局。在圖2中，投影透鏡單元6設(shè)置在外殼2的左前部附近。光束從投影透鏡單元6射出，被放大的圖像投射在布置在投影透鏡單元6前面的屏幕上(未示出)。
包括光源燈201(見圖10)的光源單元20鄰近外殼2的中心布置。在圖2中，光學(xué)單元24布置在燈單元的左邊，以便與投影透鏡單元6的后部接觸。光學(xué)單元24光學(xué)地改變從燈單元20發(fā)出的光束的方向。
色輪25布置在燈單元20和光學(xué)單元24之間，色輪25是具有三原色(RGB)的透明薄膜的旋轉(zhuǎn)盤。色輪25將來自光源的白光變成彩色光。
此外，反射顯示設(shè)備26布置在光學(xué)單元24和散熱單元40之間，以便與光學(xué)單元24接觸。反射顯示設(shè)備26例如由諸如DMD的電子設(shè)備構(gòu)成。該DMD包括在顯示設(shè)備表面上的微小反射鏡，該反射鏡的數(shù)目與像素的數(shù)目一樣。進入DMD表面的光束被調(diào)制并反射以便通過電子和機械的方法以高速改變各個反射鏡的角度來產(chǎn)生圖像。
電源22給光源燈201提供電力，該電源22布置在燈單元20和外殼2的前表面之間。
此外，排氣扇30布置在燈單元20和出氣口9之間，用于將冷卻空氣排出到外殼2的外部。
主電路塊28布置在基本占據(jù)外殼2一半的后半空間中。
主電路塊28包括與外殼底面平行布置的印刷電路板、安裝在該印刷板上的電子元件、用于給例如排氣扇、進氣扇等等提供電力的供電電路(未示出)。
此外，用于主電路塊的排氣扇31布置在主電路塊28和外殼2的右側(cè)表面之間。管道單元32從外殼2的中心部分延伸到其左側(cè)表面。該管道單元32的一端鄰近外殼2的左側(cè)表面處設(shè)置的空氣入口8布置，以便面向該空氣入口8。管道單元32的另一端與燈單元20連接。
圖2中該管道單元32包括具有扇形形狀的進氣管道34和排氣管道36。進氣扇38布置在進氣管道34和排氣管道36之間，密封地與該兩個管道連接。
進氣管道34容納散熱單元40的散熱片(未示出)。散熱單元40的基座402與散熱表面熱連接，該散熱表面與反射顯示裝置26的反射表面相對。
接下來，將示意性地描述在投影型圖像顯示裝置1中的光學(xué)系統(tǒng)的作用。
圖2中由嵌入在燈單元20中的光源燈產(chǎn)生的白光光束從燈單元20的左側(cè)表面射出。白光光束通過色輪25，三原色(RGB)的合成光束入射在光學(xué)單元24上。
入射在光學(xué)單元24上的光束方向在光學(xué)單元24中被改變，該光束被導(dǎo)向反射顯示設(shè)備26。反射顯示設(shè)備26的反射表面面朝前，即面朝向投影透鏡單元6。因此，自反射表面被反射的光束經(jīng)過光學(xué)單元24沿直線行進，并入射到投影透鏡單元6上。
光束的束寬在投影透鏡單元6中經(jīng)包括聚焦機構(gòu)等等的一組透鏡被擴寬，放大圖像被投射到外部的屏幕上。照這樣，顯示在反射顯示設(shè)備26上的圖像被放大并投射到屏幕上。
在整個顯示中的冷卻空氣流動接下來，將描述投影型圖像顯示裝置1的外殼2中冷卻空氣流動的基本流道。
基本為線性的第一流道50鄰近外殼2的前面配置，并從在其左側(cè)表面的空氣入口8延伸到在其右側(cè)表面上出氣口9。
在第一流道50中，外部空氣從空氣入口8由排氣扇30產(chǎn)生的壓力(負壓)被吸入到外殼2中，并從圖2左側(cè)沿例如投影透鏡單元6、光學(xué)單元24和用于光源的電源22等部件的表面流動或經(jīng)過內(nèi)部空間流動。這些部件被冷卻空氣的流動冷卻，然后該冷卻空氣被排氣扇30從出氣口9強制排出到外部。同樣，流動在第一流道50中的部分空氣沿?zé)魡卧?0流動，在嵌入燈單元20中的光源燈201(參見圖10)上產(chǎn)生的部分熱量與空氣進行交換。
在第二流道51中，從空氣入口8吸入的空氣，經(jīng)進氣管道34、進氣扇38、和排氣管道36流入燈單元20中，然后從出氣口9經(jīng)排氣扇30流動到外部。
在第二流道51中，與容納在進氣管道34中的散熱片401熱連接的反射顯示設(shè)備26由與散熱片401進行的熱交換冷卻。同樣，在第二流道51中，由進氣扇38加壓的冷卻空氣在燈單元20的內(nèi)部流動以便冷卻光源燈201。
如上所述，第二流道51專門設(shè)計成用于冷卻反射顯示設(shè)備26和光源燈201。
鄰近主體外殼2后部處，設(shè)置一個基本上呈直線的第三流道52，從位于左側(cè)表面的空氣入口8延伸到位于右側(cè)表面的出氣口9。
在第三52流道中，外部空氣被壓力(負壓)作用從空氣入口8吸入，該壓力(負壓)主要由用于主電路塊的排氣扇31產(chǎn)生，冷卻空氣沿著主電路塊28的印刷線路板、安裝在印刷線路板上的電子元件和供電電路的表面流動。這些零件被冷卻空氣的流動來冷卻，然后冷卻空氣被從出氣口9排出到外部。
在投影型圖像顯示裝置1中，作為光源的光源燈201的冷卻，以及反射顯示設(shè)備26的冷卻尤為重要。
在投影型圖像顯示裝置1中，光源燈201產(chǎn)生了所有零件中最多的熱量，并且因此，若冷卻不充分，該光源燈201的壽命可能被縮短。
此外，來自光源燈201的、入射到反射顯示設(shè)備26上的光束的光能并未被完全反射，而是被部分轉(zhuǎn)化為熱能，成為反射損失。由于該熱能以及嵌入的半導(dǎo)體元件的自發(fā)熱，反射顯示設(shè)備26的溫度很高。
反射顯示設(shè)備26基本上為一半導(dǎo)體設(shè)備。因而，如果該設(shè)備未被保持在小于或等于預(yù)定溫度，設(shè)備壽命將被縮減，或者該設(shè)備在某些情況下會受損害。
在投影型圖像顯示裝置1中，反射顯示設(shè)備26為一關(guān)鍵設(shè)備，反射顯示設(shè)備26的冷卻與光源燈201的冷卻都極端重要。
第二流道51被專門設(shè)計成用于強制冷卻反射顯示設(shè)備26和光源燈201。
因此，現(xiàn)在將詳細描述第二流道51的結(jié)構(gòu)及其冷卻效果。
第二流道51的結(jié)構(gòu)圖3為一透視圖，示出了與第二流道51相關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)。圖3中以一箭頭A表示的方向?qū)?yīng)于朝向投影型圖像顯示裝置1前面的方向。
在圖3中，在左端布置有一個吸氣口342，以面對位于主體外殼2左側(cè)表面的空氣入口8。此外，布置有位于右端的排氣扇30，以面對位于主體外殼2右側(cè)表面的出氣口9。
如圖3所示，管道單元32包括進氣管34和排氣管36，而進氣扇38布置在兩者之間。
除位于管道單元32一端的吸氣口342外，進氣管34包括一個用于散熱的開口341。散熱單元40(下文將描述)被安裝到開口341，以氣密地密封開口341。因此，從吸氣口342吸入的空氣在進氣管34中無泄露地流動。
排氣管道36連接到進氣口205(見圖8)，該進氣口205形成在燈單元20的殼體202中。
在圖3中光學(xué)開口206配置在該殼體202的左側(cè)表面上，以使光源燈201的光束從該光學(xué)開口206射出。一個玻璃板被安裝到該光學(xué)開口206，以使流入到該殼體202中的冷卻空氣不從該光學(xué)開口206泄漏。
在圖3中，用于溫度傳感器的鐘形開口204設(shè)置在殼體202的下表面(在安裝時是上表面)。該溫度傳感器(未示出)探測殼體202的內(nèi)部溫度。在裝好的狀態(tài)中，該溫度傳感器被配合到該開口204以便氣密地密封該殼體202。
與該殼體202成一體的金屬柵格203布置在殼體202和排氣扇30之間，作為冷卻機構(gòu)起降低排出空氣的溫度。經(jīng)過殼體202的內(nèi)部的空氣，被配置在金屬柵格203中的散熱片冷卻，然后向排氣扇30流動。
排氣扇30鄰近該金屬柵格203布置，并將空氣從殼體202排出到外部。
如圖3所示，排氣扇31的開口301除了與金屬柵格203相對應(yīng)的部分之外，面向主體外殼2的內(nèi)部。在這種結(jié)構(gòu)下，除了將空氣經(jīng)第二流道51排出到外部以外，排氣扇30將空氣經(jīng)圖2示出的第一流道排出到外部。
管道單元的結(jié)構(gòu)圖4說明了兩個部件，管道單元32和進氣扇38，它們是第二流道51的部件。
如圖4所示，連接到進氣扇38的排氣管道36包括在管道單元32另一端處的排氣開口361。該排氣開口361與進氣口205連接。
從進氣扇38排出的空氣的流動方向，例如可被排氣管道36改變大約75°，然后空氣流入殼體202中。照這樣，排氣管道36起彎頭的作用，該排氣管道36的弧形面可減少管道阻力。
圖5是示出從投影型圖像顯示裝置1的頂部看到的，進氣管道34、進氣扇38、和排氣管道36等部件的布置的橫截面圖。
在圖5中，還示出了散熱單元40、與該散熱單元40熱連接的反射顯示設(shè)備26、其附加部件，和固定在進氣管道34上的諸如此類的部件。
布置在進氣管道34和排氣管道36之間的馬達驅(qū)動的進氣扇38在風(fēng)扇的轉(zhuǎn)軸381上旋轉(zhuǎn)。該進氣管道34具有與風(fēng)扇入口382位置對應(yīng)的開口，以便空氣從該開口被吸入。而且，排氣管道36具有與風(fēng)扇出口383位置對應(yīng)的開口，以便空氣從該開口被排出。
進氣扇38是多葉片離心式的(有時被稱作西羅克風(fēng)扇(siroccofan))。就是說，該多葉片風(fēng)扇具有許多葉片在徑向上從平行于轉(zhuǎn)軸381的方向上吸入空氣，然后由離心力將空氣沿與轉(zhuǎn)軸381成正交的方向排出。
一般而言，多葉片離心式風(fēng)扇的靜壓高于軸流式風(fēng)扇(axial fan)，因此多葉片離心式風(fēng)扇特別適用于具有高壓損耗的流道。
圖6示出了包括散熱單元40的組件的詳細結(jié)構(gòu)，該散熱單元40連接在投影型圖像顯示裝置1的進氣管道34上。
散熱單元40包括與基座402成一體的大量板狀散熱片401。其由例如鋁的具有高熱傳導(dǎo)率的金屬構(gòu)成。散熱片401容納在進氣管道34中。
同時，反射顯示設(shè)備26，是發(fā)熱元件，其被電連接到印刷電路板261，該反射顯示設(shè)備的背面(散熱面)被熱連接到散熱單元40的基座402上。
通過將夾緊螺釘241b經(jīng)附加部件41緊固到形成在固定部件241上的凸臺241a中，散熱單元40和該反射顯示設(shè)備26被機械地組合到一起，其中附加部件包括附加板411、增強板412、印刷電路板261和DMD殼262。
夾緊螺釘241b經(jīng)增強板412和印刷電路板261的導(dǎo)孔被固定到固定部件241的凸臺241a中的螺釘孔中。
固定部件241與圖2所示的光學(xué)單元24組合成一體。
圖7是從不同角度來示出鄰近圖6所示的投影型圖像顯示裝置1的進氣管道34布置的部件。參照圖7，與散熱單元40熱連接的反射顯示設(shè)備26在鄰近固定部件241處的中心具有中空部分，反射面26a形成在該中空部分上。DMD包括在該反射面26a上的大量微鏡，微鏡的數(shù)目與像素的數(shù)目相同。來自光源燈201的光束被該反射面26a向投影透鏡單元6的方向反射。
反射顯示設(shè)備26具有在其背面的散熱面。反射顯示設(shè)備26通過將散熱面的熱量傳遞到散熱單元40，然后通過經(jīng)散熱單元40的散熱片401將該熱量與進氣管道34中的氣流交換來冷卻。
燈單元的結(jié)構(gòu)圖8和9是燈單元20的外視圖。圖8是從上面看的燈單元20的透視圖，圖9是從下面看的透視圖。
如圖8中所示，燈單元20基本是一個長方體，在裝好狀態(tài)下，除了進氣口205和金屬柵格203的開口以外其被氣密地密封，其中空氣流入該進氣口205，空氣從金屬柵格203的開口排出。
在裝好狀態(tài)下，溫度傳感器的開口204配置在殼體202的頂部，由于溫度傳感器配合到該開口204中，該開口204被氣密地密封。
此外，在圖8中，玻璃板被連接到光學(xué)開口206的前面，以便保證該部分的氣密封狀態(tài)。由于除了上述的冷卻空氣的入口和開口外，該殼體202被氣密地密封，所以空氣的體積量沒有減少，光源燈201能被有效地冷卻。
如圖9所示，金屬柵格203被固定到殼體202的一個空氣排出平面上，以同殼體202結(jié)成一體。
由于嵌入殼體202的光源燈201在激勵狀態(tài)下溫度變得相當(dāng)高，排出空氣的溫度也升高。金屬柵格203起到冷卻從殼體202所排出的空氣的作用。
圖10為燈單元20的水平橫剖面圖。
燈單元20的殼體202容納著光源燈201。光源燈201包括一個布置在中央并發(fā)出光束的光源管201a和一個收集來自光源管201a的光束的拋物面反射器201b。
在光源管201a處產(chǎn)生的熱量被傳遞到反射器201b。在該燈單元20中，冷卻空氣除吹到光源管201a上外，還吹到反射器201b上，以提高冷卻效率。
在反射器201b圓形開口的末端沿圓周方向設(shè)置一個有孔護網(wǎng)208，以覆蓋該開口。即使光源管201a爆裂，有孔護網(wǎng)208可防止碎片飛濺到光源燈201的外部。
護網(wǎng)208具有網(wǎng)孔，以使冷卻空氣通過。通過進氣口205流入殼體202的空氣穿過護網(wǎng)208，并形成沿反射器201b內(nèi)表面的氣流，以便從內(nèi)表面冷卻反射器201b。從內(nèi)表面冷卻了反射器201b后的空氣穿過護網(wǎng)208，并流向反射器201b的后表面，以便也從后表面冷卻反射器201b。
金屬柵格203在鄰近出氣口的那一端與殼體202結(jié)合為一體。如圖10所示，金屬柵格203具有雙層結(jié)構(gòu)，包括第一柵格板210和第二柵格板211。
第一和第二柵格板210和211分別包括大量裂縫210a和211a，以及大量冷卻葉片210b和211b。冷卻葉片210b和211b相對于冷卻空氣的流動方向(在圖10中為從左到右)以預(yù)定角度傾斜。而且，第一柵格板210的冷卻葉片210b與第二柵格板211的冷卻葉片211b的角度不同。由于如圖10所示的金屬柵格203的這種結(jié)構(gòu)，穿過金屬柵格203的空氣被冷卻葉片210b和211b有效地冷卻，并且，還可阻止來自光源燈201的強光束向殼體202的外部泄漏。
結(jié)果是，可阻止令人討厭的熱或光到達鄰近投影型圖像顯示裝置1的觀眾等。
在第二流道51中流動的冷卻空氣的流動圖11示出了在第二流道51中流動的冷卻空氣流。
第二流道51包括兩個風(fēng)扇，進氣扇38和排氣扇30，以強制地吸入和排出空氣。外部空氣被這兩個風(fēng)扇從設(shè)在主體外殼2左側(cè)表面上的空氣入口8吸入，并從設(shè)在主體外殼2右側(cè)表面上的出氣口9排出。
當(dāng)從空氣入口8引向進氣管34上的吸氣口342的空氣經(jīng)過進氣管34朝向進氣扇38流動時，空氣冷卻了容納在進氣管34內(nèi)的散熱單元40上的散熱片401。散熱片401占據(jù)了進氣管34內(nèi)的大部分空間，以使葉片的換熱面積得以增加。
冷卻了散熱片401后的空氣被從進氣扇38的入口382吸入，在進氣扇38中增壓，然后從進氣扇38的出口383排出到排氣管36。
圖12為沿圖11中線XII-XII所作的橫剖面圖。如圖12所示，散熱單元40上的大量散熱片401被容納在進氣管34中，以占據(jù)進氣管34內(nèi)的大部分空間。由于這種結(jié)構(gòu)，換熱面積得以增加，幾乎可使全部在進氣管34中流動的冷卻空氣與散熱片401的表面接觸。這樣，散熱片401可被有效地冷卻。
結(jié)果是，被熱學(xué)地連接到散熱單元40基座402的反射顯示設(shè)備26的散熱表面可被有效地冷卻。
從進氣扇38排出的空氣方向被如圖11所示的排氣管36改變，空氣進入殼體202。
流入殼體202的空氣沿著光源燈201的反射器201b的內(nèi)表面流動，并冷卻了反射器201b。由于光源管201a的熱量被傳遞給反射器201b，因而反射器201b的冷卻就導(dǎo)致了光源管201a的冷卻。
而且，流入殼體202的空氣通過直接接觸光源管201a，冷卻了光源管201a。
沿反射器201b的內(nèi)側(cè)流動的空氣穿過有孔護網(wǎng)208，然后流經(jīng)位于反射器201b圓形開口末端和殼體202之間的一個空間，到達反射器201b的后表面，以便也從后表面冷卻反射器201b。
以這種方式，在殼體202內(nèi)流動的空氣直接接觸光源管201a，并且通過沿反射器201b的內(nèi)表面和后表面流動，冷卻了反射器201b。這樣，作為發(fā)熱元件的光源管201a可被有效地冷卻。
冷卻了光源燈201后的空氣穿過金屬柵格203，被排氣扇30增壓，然后從設(shè)在主體外殼2的右側(cè)表面上的空氣出口9被排出到主體外殼2的外部。
根據(jù)這種投影型圖像顯示裝置1，通過一個吸入和排出空氣的專用冷卻通道(第二流道51)，在投影型圖像顯示裝置1中最需要冷卻的光源燈201和反射顯示設(shè)備26可被強制地和主動地冷卻，導(dǎo)致了高冷卻效率。
而且，由于第二流道51包括密封的殼體202和密封的管道單元32，從進氣管道34的吸氣口342吸入的空氣無泄漏地流動。因而，光源燈201和反射顯示設(shè)備26可被有效地和主動地冷卻。
另外，由于進氣扇38和排氣扇30串聯(lián)地布置，在第二流道51中可產(chǎn)生高靜壓。因而，可保證充分的空氣體積流量(每單位時間的空氣流量)，即使由于，例如具有復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)的燈單元20或者具有密集排列的散熱片401的進氣管道34，造成流道的壓力損失很高。結(jié)果是，可保證高冷卻能力。
此外，通過在第二流道51的上游布置散熱片401，該散熱片401被熱學(xué)地連接到產(chǎn)生相對較少熱量的反射顯示設(shè)備26，以及通過在第二流道51的下游布置產(chǎn)生相對較多熱量的光源燈201，反射顯示設(shè)備26和光源燈201兩者都可被有效地冷卻。
相反地，如果將光源燈201布置在上游，冷卻了光源燈201后的空氣溫度上升，與本實施例相比，將削弱冷卻反射顯示設(shè)備26的能力。
另外，由于進氣扇38布置在燈單元20和進氣管道34之間，加速了的冷卻空氣可被送至燈單元20，與另一種情況相比，導(dǎo)致了更高的冷卻效率，在該另一種情況中，進氣扇38布置在與進氣管道34的吸氣口342相鄰處。
此外，由于進氣扇38布置在燈單元20和進氣管道34之間，與另一種情況相比，更少的由進氣扇38產(chǎn)生的噪音泄漏到主體外殼2之外，在該另一種情況中，進氣扇38布置在進氣管道34的吸氣口相鄰處。結(jié)果是，可以減少煩擾觀眾等的噪音。
第二實施例根據(jù)第一實施例，殼體202基本上被密封，結(jié)果是，穿過第二流道51的冷卻空氣可被用于冷卻光源燈201，而無任何體積損失。
然而，冷卻了光源燈201后的空氣溫度顯著上升，該熱量可能煩擾鄰近主體外殼2上的空氣出口9的觀眾等。
根據(jù)第二實施例，如圖13所示，一個吸氣口209形成在燈單元20A殼體202的一個側(cè)表面上。
主體外殼2內(nèi)的空氣被從吸氣口209吸引到殼體202的內(nèi)部。由于殼體202內(nèi)的高溫空氣與從主體外殼2內(nèi)部吸入的低溫空氣相混合，從空氣出口9排出的空氣溫度降低，從而不煩擾觀眾等。
吸氣口209的位置并不限制，吸氣口209可形成在除了具有光學(xué)開孔206的表面和具有金屬柵格203的表面之外，殼體202六個表面中的四個表面上的合適的位置。
此外，如圖13所示，排氣管36的部分排氣開口361可暴露于主體外殼2，作為一個泄氣孔362。
在此情況下，從進氣扇38排出的部分空氣從泄氣孔362泄露到主體外殼2的內(nèi)部。
由于從排氣管36吸入的部分空氣從泄氣孔362泄露到主體外殼2，通道阻力，即整個第二流道51的壓力損失被同等地降低。
結(jié)果是，在排氣管36中流動的空氣體積流量的工作點被移動，以便與無泄氣孔362的情況相比，增加空氣的體積流量。因而，增加了冷卻反射顯示設(shè)備26的能力，該反射顯示設(shè)備26被熱學(xué)地連接到容納在進氣管道34中的散熱片401。
另一方面，由于恒定體積流量的空氣從第二流道51的泄氣孔362泄露到主體外殼2，流入殼體202的空氣體積流量減少。結(jié)果是，與無泄氣孔362的情況相比，降低了冷卻光源燈201的能力。
以這種方式，冷卻反射顯示設(shè)備26的能力與冷卻光源燈201的能力之比值可通過泄氣孔362來改變。
此外，冷卻反射顯示設(shè)備26的能力與冷卻光源燈201的能力之比值可通過恰當(dāng)調(diào)節(jié)泄氣孔362的開口面積來優(yōu)化。
權(quán)利要求
1.一種投影型圖像顯示裝置，包括一個主體，所述主體包括一個進氣口和一個出氣口，并容納著一個發(fā)熱元件；一個燈單元，所述燈單元包括一個光源燈和一個殼體，所述殼體容納著所述光源燈并包括一個吸氣口和一個排氣口，所述排氣口與所述出氣口相聯(lián)通；一個管道單元，所述管道單元包括與所述進氣口相鄰的第一端、與所述吸氣口相鄰的第二端，以及一個連接著所述第一端和所述第二端的流道；一個熱學(xué)地連接到所述發(fā)熱元件的散熱單元，至少部分所述散熱單元被布置在所述管道單元的所述流道之內(nèi)；以及一個布置在所述流道內(nèi)的所述散熱單元和所述管道單元的所述第二端之間的風(fēng)扇，所述風(fēng)扇通過所述管道單元的所述第一端從所述進氣口吸入空氣，并通過所述管道單元的所述第二端將空氣送到所述吸氣口。
2.依照權(quán)利要求1所述的投影型圖像顯示裝置，其中所述燈單元包括一個柵格結(jié)構(gòu)，所述柵格結(jié)構(gòu)在所述殼體內(nèi)鄰近所述排氣口處具有多個開口和多個冷卻葉片。
3.依照權(quán)利要求1所述的投影型圖像顯示裝置，其中所述燈單元包括一個具有雙層?xùn)鸥癜宓臇鸥窠Y(jié)構(gòu)，所述柵格板在所述殼體內(nèi)鄰近所述排氣口處具有多個開口和多個冷卻葉片；并且所述冷卻葉片相對于空氣的排氣方向以預(yù)定角度傾斜。
4.依照權(quán)利要求1所述的投影型圖像顯示裝置，其中被容納在所述燈單元內(nèi)的所述光源燈包括一個發(fā)出光束的光源管和一個基本上呈拋物面的反射器，所述反射器反射從所述光源管發(fā)出的光束；并且一個護網(wǎng)被布置在鄰近所述反射器的一個開口處，以覆蓋所述開口。
5.依照權(quán)利要求1所述的投影型圖像顯示裝置，其中所述燈單元在所述殼體的一側(cè)表面有一個用于安裝溫度傳感器的開口，所述溫度傳感器探測其內(nèi)部溫度；并且，當(dāng)所述溫度傳感器被安裝到所述開口時，所述開口被密封。
6.依照權(quán)利要求1所述的投影型圖像顯示裝置，其中所述燈單元在所述殼體的一側(cè)表面有一個吸氣口。
7.依照權(quán)利要求1所述的投影型圖像顯示裝置，其中一個排氣扇被布置在所述主體的所述出氣口與所述殼體的所述排氣口之間。
8.依照權(quán)利要求1所述的投影型圖像顯示裝置，其中一個排氣扇被布置在所述主體的所述出氣口與所述殼體的所述排氣口之間；并且排氣扇一個入口的一部分與所述殼體的所述排氣口相聯(lián)通，而所述排氣扇入口的另一部分向所述主體內(nèi)部開放。
9.依照權(quán)利要求1所述的投影型圖像顯示裝置，其中所述風(fēng)扇從一個平行于旋轉(zhuǎn)軸的方向吸入空氣，并向一個垂直于所述旋轉(zhuǎn)軸的方向排出空氣。
10.依照權(quán)利要求1所述的投影型圖像顯示裝置，其中所述風(fēng)扇為多葉片離心型的。
11.依照權(quán)利要求1所述的投影型圖像顯示裝置，其中所述管道單元包括一個吸氣管和一個排氣管，風(fēng)扇布置在兩者之間；并且所述排氣管密封地聯(lián)接所述風(fēng)扇的出口和所述殼體的吸氣口。
12.依照權(quán)利要求1所述的投影型圖像顯示裝置，其中所述管道單元包括一個吸氣管和一個排氣管，風(fēng)扇布置在兩者之間；并且所述排氣管聯(lián)接所述風(fēng)扇的出口和所述殼體的所述吸氣口，并包括一個泄氣孔，所述泄氣孔將部分從所述風(fēng)扇排出的空氣釋放到所述主體內(nèi)部。
13.依照權(quán)利要求1所述的投影型圖像顯示裝置，其中所述管道單元包括一個吸氣管和一個排氣管，風(fēng)扇布置在兩者之間；并且所述排氣管包含一個折彎，所述折彎將從所述風(fēng)扇排出的空氣的流動方向改變到一個垂直于所述殼體吸氣口平面的方向。
14.依照權(quán)利要求1所述的投影型圖像顯示裝置，其中所述管道單元包括一個吸氣管和一個排氣管，風(fēng)扇布置在兩者之間；并且所述散熱單元的一部分被容納在所述吸氣管內(nèi)部。
15.依照權(quán)利要求1所述的投影型圖像顯示裝置，其中所述散熱單元包括一個熱學(xué)地連接到所述發(fā)熱元件的基座，以及多個散發(fā)所述基座熱量的板狀葉片，所述基座和所述板狀葉片被連結(jié)成一體；并且所述多個板狀葉片被容納在所述管道單元中。
16.依照權(quán)利要求15所述的投影型圖像顯示裝置，其中所述多個板狀葉片被容納在所述管道單元中，以占據(jù)垂直于所述管道單元軸線方向的幾乎全部截面。
17.依照權(quán)利要求1所述的投影型圖像顯示裝置，其中所述發(fā)熱元件為一反射顯示設(shè)備，所述反射顯示設(shè)備在反射所述光束時，對于每個象素，調(diào)制從所述燈單元發(fā)出的所述光束的強度，并經(jīng)過一個容納在所述主體內(nèi)的投影透鏡，將所述光束投影到一個安裝在外部的一個屏幕上。
全文摘要
一種投影型圖像顯示裝置包括一個主體，該主體包括一個進氣口和一個出氣口，并容納著一個發(fā)熱元件；一個燈單元，該燈單元包括一個光源燈和一個殼體，該殼體容納著該光源燈并包括一個吸氣口和一個排氣口，該排氣口與該出氣口相聯(lián)通；一個管道單元，該管道單元包括與進氣口相鄰的第一端、與吸氣口相鄰的第二端，以及一個連接著第一端和第二端的流道；一個熱學(xué)地連接到發(fā)熱元件的散熱單元，至少部分該散熱單元被布置在管道單元的流道之內(nèi)；以及一個風(fēng)扇，該風(fēng)扇經(jīng)管道單元的第一端從進氣口吸入空氣，并經(jīng)管道單元的第二端將空氣送到吸氣口，該風(fēng)扇被布置在該散熱單元和該第二端之間。
文檔編號G03B21/00GK1704839SQ20051007421
公開日2005年12月7日 申請日期2005年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月31日
發(fā)明者森元照幸, 山田和宏, 金井秀雄 申請人:株式會社東芝