CN101535891A

CN101535891A - 投影仪

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Publication number: CN101535891A
Application number: CNA2007800407548A
Authority: CN
Inventors: 土屋正树; 内山直行
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2006-10-31
Filing date: 2007-10-23
Publication date: 2009-09-16
Anticipated expiration: 2027-10-23
Also published as: EP2085819B1; US7993009B2; WO2008053744A1; EP2085819A4; EP2085819A1; JP4703539B2; CN101535891B; JP2008112094A; US20100066980A1

Abstract

本发明提供一种既能尽量减少噪音的产生，又能有效地冷却光学元件的投影仪。投影仪(P)由设置在主体(1)内的光源(2)、光学元件(4)以及投影透镜(9)构成，该光学元件(4)(液晶面板(5、6、7)、偏振片(8A、8B)以及棱镜(25))基于视频信息加工(调制)来自该光源(2)的射出光；该投影透镜(9)用于将调制后的投射影像投射在屏幕上。投影仪(P)具备冷却装置(10)，该冷却装置(10)中，由设置在所述主体(1)上的压缩机(12)、散热器(14)、毛细管(减压装置)(16)以及蒸发器(18)构成制冷剂回路，将与蒸发器(18)进行热交换后的空气供给到所述液晶面板(5、6、7)而进行冷却。

Description

投影仪

技术领域

本发明涉及一种由光学元件调制来自光源的射出光，通过投影透镜将调制后的投射影像投射到屏幕上的投影仪。

背景技术

现有技术中，此类型的投影仪，例如液晶投影仪的结构为，在主体内部搭载有光源、液晶面板(光学元件)、投影透镜等。液晶面板通常由作为光阀的、用于基于视频信息加工(调制)各色光的三片液晶面板构成。而且，将来自光源的射出光分离成各色光后，通过各液晶面板基于视频信息进行加工(调制)，并通过棱镜等作为投射影像进行合成。然后通过投影透镜将合成后的投射影像放大并投影在屏幕上。

在这种投影仪中，因为光源或光学元件(液晶面板等)成为发热源，主体内部处于加热状态，所以，在主体内部设置多个风扇，通过各风扇将投影仪外部的空气(外部空气)供给到(送风给)光学元件和光源，使其散热。这种情况下，因为光源处于+900℃左右的极高温度，所以，通过外部空气可以充分散热，但是，光学元件的使用温度的上限为比较低的温度，例如，作为光学元件使用液晶面板的情况下，使用温度的上限为+70℃至+80℃左右。因此，在该光学元件中，散热量受外部空气温度的影响很大。即，在外部空气的温度低的情况下，光学元件可以充分地向所供给的外部空气散热，但是，在外部空气的温度高的情况下，必须通过增加风扇的风量等来确保散热量。因此，出现既增大风扇运转的噪音，又明显地增加耗电量等问题。

此外，虽然获取热量的外部空气被排出到外部，但是，该排出的外部空气又被风扇吸入而供给到投影仪，出现所谓散热后的空气短循环的问题，不能达到有效的散热效果。

为了解决这样的问题，提出了采用电子冷却来产生出低温空气，冷却液晶面板(光学元件)的方案(例如参照专利文献1)。

专利文献1：(日本)特开2005-121250号公报

通过这种电子冷却可以消除噪音问题，但是，这种电子冷却能效低，并且，因为电子冷却的发热部构成为一体，所以，在冷却对象附近必须设置向外部空气散热的装置(散热器或风扇)，出现了产生空间制约而设计自由度明显降低的问题。

发明内容

本发明是为了解决现有技术的问题而作出的，其目的是提供一种既能尽量减少噪音的产生，又能有效地冷却光学元件的投影仪。

本发明的投影仪，由设置在主体上的光源、光学元件以及投影透镜构成。该光学元件基于视频信息调制来自该光源的射出光；该投影透镜用于将调制后的投射影像投射在屏幕上。该投影仪的特征在于：具备冷却装置，该冷却装置由设置在所述主体上的压缩机、散热器、减压装置以及蒸发器构成制冷剂回路，将与蒸发器进行热交换后的空气供给光学元件来进行冷却。

第二方面发明的投影仪，其特征在于：在第一方面发明中，将主体内部分隔为设有光源的第一区域和设有光学元件并密封的第二区域，在该第二区域中使与蒸发器进行热交换后的空气循环。

第三方面发明的投影仪，其特征在于：在第一或第二方面发明中，主体内部由分隔部件分隔为第一区域和第二区域，该分隔部件由隔热材料构成。

第四方面发明的投影仪，其特征在于：在第三方面发明中，分隔部件由多片板状部件构成，可装卸地设置在主体上。

第五方面发明的投影仪，其特征在于：在第一方面发明中，与蒸发器进行热交换后的冷气通过通道供给光学元件。

第六方面发明的投影仪，其特征在于：在第五方面发明中，蒸发器构成通道的一部分或者设置在该通道内，该通道由隔热材料构成，并且，使与蒸发器进行热交换后的冷气可以循环。

第七方面发明的投影仪，其特征在于：在第五或第六方面发明中，通道由可装卸地设置在主体上的多个部件构成。

第八方面发明的投影仪，其特征在于：在第一至第七方面发明中，光学元件为液晶面板、设置在该液晶面板的入射侧和出射侧的偏振片以及棱镜。

根据本发明，投影仪由设置在主体上的光源、光学元件以及投影透镜构成。该光学元件基于视频信息调制来自该光源的射出光；该投影透镜用于将调制后的投射影像投射在屏幕上。该投影仪具备冷却装置，该冷却装置由设置在所述主体上的压缩机、散热器、减压装置以及蒸发器构成制冷剂回路，因为将与蒸发器进行热交换后的空气供给光学元件而进行冷却，所以，可以不受外部空气温度的影响而冷却光学元件。因此，可以始终保持光学元件的恒温。

此外，因为可以不断地将与蒸发器进行热交换后的冷气向光学元件供给，所以，可以使风扇小型化以及减少风扇风量，可以谋求减小设置空间以及降低噪音。进而，可以改善能效。

再有，通过使由于光学元件发出的热而被加热的空气与流入冷却装置的蒸发器的制冷剂进行热交换，因为可以通过制冷剂输送光学元件的热量，所以，和通过电子冷却对光学元件进行冷却的投影仪不同，提高了空间配置设计的自由度。

此外，如第二方面发明那样，将主体内部分隔为设有光源的第一区域和设有光学元件并密封的第二区域，在该第二区域中使与蒸发器进行热交换后的空气循环，可以将光学元件与更高温的光源分隔开，可以消除因受来自光源的热量的影响而带来的不良状况。由此，可以确保更好的冷却效果。而且，因为第二区域内没有外部空气进入，在第二区域内形成使空气循环的密封空间，所以，可以均匀地冷却整个该第二区域内部。此外，因为没有外部空气带入的尘埃或灰尘，所以，不需要过滤器，可以谋求提高光学元件的质量以及降低成本。

此外，如第三方面发明那样，主体内部由分隔部件分隔为第一区域和第二区域，该分隔部件由隔热材料构成，切实地可消除第二区域内的光学元件受来自第二区域内的光源的热量影响所产生的不良状况。

再有，如第四方面发明那样，分隔部件由多片板状部件构成，可装卸地设置在主体上，可以便于生产时的组装作业或修理时等的拆卸作业，或者修理后的组装作业。

此外，在第一方面发明中，如第五方面发明那样，与蒸发器进行热交换后的冷气通过通道向光学元件供给，可以将与蒸发器进行热交换后的冷气高效地向光学元件供给，促进光学元件的散热效果。

还有，如第六方面发明那样，蒸发器构成通道的一部分或者设置在该通道内，该通道由隔热材料构成，并且，构成为使与蒸发器进行热交换后的冷气可进行循环，可以将与蒸发器热交换后的冷气更有效地向光学元件供给，更好地促进光学元件的散热效果。

再有，如第七方面发明那样，通道由可装卸地设置在主体上的多个部件构成，可以便于生产时的组装作业或修理时等的拆卸作业，或者修理后的组装作业。特别是可以便于设置在通道内的各部件的拆卸或组装，可以显著地提高操作性。

特别是第八方面发明那样，因为光学元件为液晶面板、设置在该液晶面板的入射侧和出射侧的偏振片以及棱镜，所以，根据第一方面发明至第七方面发明，能尽量减少具备该液晶面板、偏振片以及棱镜的投影仪产生的噪音，并且能有效地冷却液晶面板、偏振片以及棱镜。

附图说明

图1为表示本发明一实施例的液晶投影仪的简略立体图。

图2为表示本发明一实施例的液晶投影仪的简略俯视图。

图3为本实施例的液晶投影仪的冷却装置的立体图。

图4为表示本发明其他实施例的液晶投影仪的简略立体图。

图5为表示本发明其他实施例的液晶投影仪的简略俯视图。

图6为图4的A-A剖面图。

具体实施例

本发明涉及投影仪，其目的是消除由风扇将外部空气向光学元件供给而进行散热时产生噪音的问题，以及由电子冷却方式对光学元件进行冷却而引起的能效问题，同时高效地冷却光学元件。投影仪具备冷却装置，该冷却装置中，由设置在主体上的压缩机、散热器、减压装置以及蒸发器构成制冷剂回路，通过将与蒸发器进行热交换后的空气向光学元件供给来进行冷却而实现既尽量减少噪音的产生，又有效地冷却光学元件的目的。下面，根据附图对本发明的实施例进行详细说明。

实施例1

图1为表示本发明一实施例的投影仪的简略立体图，图2为图1的俯视图。实施例的投影仪为主体1内部设有光源2、均匀照明光学***3、色分离光学***(未图示)、光学元件4、投影透镜9，光学元件4的冷却装置10而构成的液晶投影仪P。主体1为散热性良好的材料，例如以镁为材料构成的扁平箱体。再有，图1和图2中，为了说明主体1内部设置的各设备，用将该主体1上方剖开的平面剖面图来表示。

光源2由超高压水银灯等电灯20、和用于将从电灯发散的光(发散光)出射到前方的反射镜21构成(图2)。实施例的光源2分别将反光镜21安装于多个(四个)电灯20上而构成，收容于主体1内部设置的灯箱22内。

所述均匀照明光学***3使来自光源2的射出光成为均匀亮度分布的平行光束，由积分透镜、聚光透镜以及全反射镜等构成。此外，所述色分离光学***将来自上述均匀照明***3的平行光束分离成颜色为R、G、B的各单色光，由用于将来自均匀照明***3的平行光束分离成各单色光的反射镜和用于将分离后的各单色光束导入光学元件4的棱镜等构成。

光学元件4由三片液晶面板(LCD面板)5、6、7、在各液晶面板5、6、7的入射侧保持间隔而设置的偏振片8A、在各液晶面板5、6、7的出射侧保持间隔而设置的偏振片8B以及棱镜25等构成。液晶面板5、6、7基于视频信息对通过上述色分离光学***分离且导入该各液晶面板5、6、7的光进行加工(调制)。此外，棱镜25合成各单色的光形成投射影像。该棱镜25具备由X状的电介质多层膜构成的反射面，通过该反射面使来自各液晶面板5、6、7的光成为单一的光束。再有，所述投影透镜9可装卸地配置在形成主体1的壁面的未图示的孔内，将来自棱镜25的投射影像放大投影在屏幕上。图1、2中，27为箱体，遮盖用于将来自光源2的射出光导入各液晶面板5、6、7以及偏振片8A、8B等的光路。即，从光源2直到各液晶面板5、6、7的入射侧的偏振片8A，光通过的路径(光路)形成在该箱体27内。

如果通过以上的结构来说明动作，则如图1箭头所示，使来自光源2的射出光通过均匀照明光学***3成为均匀亮度分布的平行光束，在色分离光学***中，分离成颜色为R、G、B的各单色光，通过入射侧的偏振片8A分别被导入作为相对应的光阀而起作用的液晶面板5、6、7。导入到液晶面板5、6、7的各光束基于视频信息在液晶面板被调制，经过出射侧的偏振片8B由棱镜25成为单一光束的投射影像之后，通过投影透镜9放大并投影在屏幕上。

现有技术的液晶投影仪中，因为光源或各液晶面板为发热源，主体内部处于加热状态，所以，在主体内部设置多个风扇，通过各风扇将主体外部的空气供给到液晶面板以及光源，使其散热。列举一例来进行详细地说明，将来自外部的空气供给到液晶面板而使其散热后，将通过液晶面板的空气供给到光源使该光源散热。之后，被光源加热的空气通过风扇排出到主体外部。

因为上述光源达到+900℃左右的极高温度，所以，通过供给经过液晶面板后的空气可以充分地进行散热。另一方面，液晶面板的使用温度的上限为+70℃至+80℃左右的比较低的温度，有必要进行冷却以将液晶面板的温度保持在液晶面板的上限温度以下。因此，液晶面板的散热量受外部空气温度影响很大。即，在外部温度低的情况下，因为供给液晶面板的外部空气温度低，所以，通过该外部空气可以充分地散热。但是，在外部空气温度高的情况下，通过增加风扇的风量等，如果不向液晶面板供给大量外部空气，就不能保持液晶面板的温度在使用温度的上限以下。因此，出现了由于风扇运转而噪音增大，同时明显地增加了风扇运转带来的电力消耗的问题。

进而，在该主体内部受热的外部空气被排出到外部，但是，该排出的外部空气又被风扇吸入，出现所谓散热后的空气短循环的问题。这种情况下，因为被风扇吸入的外部空气与光源进行热交换被加热成为高温，当产生所述短循环时，会导致液晶面板的温度上升，不能达到有效的散热效果。

另一方面，关于用电子冷却产生出低温冷气来冷却液晶面板的投影仪已有提案，但是，电子冷却能效低，并且，因为电子冷却的发热部构成为一体，在冷却对象附近必须有向外部空气散热的装置(散热器或风扇)，出现产生空间制约而设计自由度明显降低的问题。

因此，本发明的液晶投影仪P在主体1内部具备冷却装置10。即，在本发明的液晶投影仪P的主体1内部设置冷却装置10。该冷却装置10用于冷却液晶面板5、6、7、偏振片8A、8B以及棱镜25等，如图2至图3所示，由压缩机12、散热器14、毛细管减压装置16(本发明的减压装置)以及蒸发器18构成制冷剂回路。即，压缩机12的制冷剂排出管13连接散热器14的入口，到达毛细管减压装置16的制冷剂配管15连接散热器14的出口。此外，毛细管减压装置16的出口通过制冷剂配管17连接蒸发器18的入口，压缩机12的制冷剂导入管11连接该蒸发器18的出口而构成环状的制冷剂回路。再有，本实施例中作为制冷剂减压的装置采用毛细管减压装置16，但是，减压装置并不限定于该毛细管减压装置，只要可以将制冷剂减压到规定压力的装置，任何装置都可以，例如也可以使用膨胀阀。

进而，实施例的液晶投影仪P的主体1内部由分隔部件30分隔为第一区域31和密封的第二区域32。分隔部件30由隔热材料构成。这里，作为该隔热材料可以使用：硬氯乙烯、硅树脂、氟树脂、酚醛树脂、聚碳酸酯树脂、聚苯乙烯树脂等导热率为0.1W/(m·K)至0.3W/(m·K)左右的橡胶、塑料类材料，或者石英玻璃、玻璃陶瓷等导热率为1W/(m·K)至4W/(m·K)左右的玻璃类材料，或者玻璃棉、石棉、碳化软木等导热率为0.0045W/(m·K)以下的纤维类隔热材料，或者泡沫聚苯乙烯，或由这些材料构成的建筑用隔热材料或真空隔热材料等。除此之外，作为隔热材料也可以使用导热率为1W/(m·K)以下的材料。

在本实施例中，分隔部件30在主体1的长度方向(图2所示的横方向)的大致中央处，从一侧的壁面1A延续到另一侧的壁面1B被安装。分隔部件30的高度尺寸和主体1的高度尺寸大致相同。此外，分隔部件30的中心附近形成凹部34，所述箱体27放置在该凹部34上。即，分隔部件30将除在箱体27内部形成的光路以外的大致整个主体1内部，以隔热方式分隔为第一区域31和第二区域32，并防止箱体27外部的主体1空间(第一区域31和第二区域32)内的热移动。此外，分隔部件30中形成两处连接配管用的孔，冷却装置10的制冷剂配管17和制冷剂导入管11贯通该孔而连接，使第一区域31内配置的冷却装置10的各构件和第二区域32内配置的冷却装置10的各构件相连接。

进而，在主体1的第一区域31的一侧壁面1A上，形成第一区域31内与外部贯通的通气孔35。此外，主体1的第一区域31的另一侧的壁面1B上，在与上述通气孔35大致相对向的位置上形成第一区域31内与外部贯通的通气孔37，该通气孔37上安装有两台风扇40、40。风扇40、40吸入第一区域31内的空气，排出到外部。

还有，第一区域31内设置光源2、冷却装置10的压缩机12、散热器14以及毛细管减压装置16。该冷却装置10的压缩机12、散热器14以及毛细管减压装置16设置在主体1内部的第一区域31内、所述通气孔35的附近。本实施例中，在最接近通气孔35的位置配置压缩机12，在其一侧(与压缩机12的通气孔35一侧相反的一侧)配置散热器14，并且，在散热器14侧(与散热器14的配置有压缩机12的一侧相反的一侧)设置风扇41。该风扇41从通风孔35吸入外部空气，将吸入的空气(外部空气)供给散热器14，排出到第一区域31内。

还有，当风扇40、40以及风扇41运转时，外部空气从通气孔35被吸入到主体1的第一区域31内。被吸入的外部空气依次通过压缩机12、散热器14而被吸入风扇41。此时，通过将被吸入的外部空气供给到压缩机12，可以冷却因运转而加热的压缩机12。再有，由于使通过压缩机12后的外部空气流向散热器14，可以使流入散热器14的制冷剂散热。

此外，被吸入到风扇41的外部空气被排出到第一区域31内，被供给到设置在第一区域31的光源2。由此，光源2向被供给的空气散热而被冷却。此时，因为光源2如前所述为极高的温度，即使是通过散热器14而由制冷剂加热的空气，因为温度明显比该光源2的温度低，所以，也可以由通过该散热器14后的外部空气充分地散热。之后，被光源2加热成高温的空气(来自通气孔35的外部空气)被吸入到风扇40、40并被排出到主体1的外部。

还有，本实施例中，如上所述在最接近通气孔35的位置配置压缩机12，在其一侧(与压缩机12的通气孔35一侧相反的一侧)配置散热器14，但并不局限于此，也可以构成为在最接近通气孔35的位置配置散热器14，在其一侧(与散热器14的通气孔35一侧相反的一侧)配置压缩机12。

另一方面，第二区域32内设置液晶面板5、6、7、偏振片8A、8B、棱镜25、冷却装置10的蒸发器18等。所述偏振片8A设置在各液晶面板5、6、7的入射侧，偏振片8B设置在各液晶面板5、6、7的出射侧。此外，风扇42设置在蒸发器18的附近，通过该风扇42将在蒸发器18中与制冷剂进行热交换而冷却的空气(此时，空气为第二区域32内的空气)在第二区域32内循环，形成能够供给设置在该第二区域32内的液晶面板5、6、7、各偏振片8A、8B以及棱镜25等。

根据以上结构，对采用本发明的冷却装置10的冷却动作进行说明。当驱动压缩机12时，低压低温的制冷剂从制冷剂导入管11被吸入到未图示的压缩单元内，在压缩单元内被压缩。被压缩而成为高温高压的制冷剂排出到制冷剂排出管13，流入散热器14中。流入散热器14的制冷剂在散热器14中与来自通风孔35的外部空气进行热交换并散热。在散热器14中散热后的制冷剂经过制冷剂配管15进入毛细管减压装置16，在通过该毛细管减压装置16的过程中被减压，并以该状态流入蒸发器18。

流入蒸发器18的制冷剂在蒸发器18中从第二区域32内的空气获得热量而蒸发。另一方面，通过蒸发器18被制冷剂夺去热量而被冷却的空气(冷气)通过风扇42向液晶面板5、6、7、各偏振片8A、8B以及棱镜25等供给。由此，液晶面板5、6、7、各偏振片8A、8B以及棱镜25等向空气散热而被冷却。还有，在蒸发器18中获取第二区域32内(液晶面板5、6、7、偏振片8A、8B以及棱镜25等)的热量的制冷剂反复进行以下循环，即从制冷剂导入管11被吸入到压缩机12而被压缩，并流入散热器14，通过该散热器14向流入的外部空气散热。

这样，根据本发明的液晶投影仪P，在主体1内部设置冷却装置10，可以将与冷却装置10的蒸发器18进行热交换后的空气通过风扇42供给到设置在第二区域32内的液晶面板5、6、7、偏振片8A、8B以及棱镜25等，进行冷却。由此，可以不受外部空气温度的影响来冷却液晶面板5、6、7或偏振片8A、8B以及棱镜25等，可以始终保持液晶面板5、6、7或各偏振片8A、8B以及棱镜25等设置在第二区域32内的各构件为最佳的恒温。

此外，因为可以不断地将与蒸发器18进行热交换后的冷气供给到液晶面板5、6、7、偏振片8A、8B以及棱镜25，与现有技术中将外部空气供给到液晶面板的投影仪相比较，由于显著地改善了散热量，所以，可以谋求风扇的小型化而缩小设置空间，同时可以谋求减小风量而降低噪音。再有，与现有技术的电子冷却相比可以显著地改善能效。

再有，通过使由于液晶面板5、6、7的散热而被加热的空气与流入冷却装置10的蒸发器18的制冷剂进行热交换，因为在散热器14中可以通过制冷剂输送液晶面板5、6、7的热量而向被送风的外部空气散发，所以，与通过电子冷却对光学元件进行冷却的投影仪不同，提高了空间的(主体1内部的)配置设计的自由度。

特别是在本实施例中，主体1内部由分隔部件30分隔为设有光源2的第一区域31和设有液晶面板5、6、7的第二区域32，因为第二区域32内构成为使与蒸发器18进行热交换后的空气进行循环，所以，确实地可消除液晶面板5、6、7、偏振片8A、8B以及棱镜25受来自光源2的热的影响这种不良状况。由此，可以确保更好的冷却效果。

此外，使与蒸发器18进行热交换后的空气通过风扇42在第二区域32内循环，并通过冷却液晶面板5、6、7、偏振片8A、8B以及棱镜25等，可以均匀地冷却大致密封的第二区域32内部。即，例如分别在接近各液晶面板5、6、7的位置配置蒸发器，并直接冷却各液晶面板5、6、7的情况下，液晶面板5、6、7的温度最低，第二区域32内比液晶面板5、6、7的温度高，第二区域32内的温度明显不均匀。由此，冷却后的液晶面板5、6、7出现由于该第二区域32内的空气或偏振片8A、8B或棱镜25等被加热这种不良情况，会导致难以将各液晶面板5、6、7的温度以最适宜温度保持为恒定。此外，因为必须将蒸发器安装在各液晶面板5、6、7上，所以，会出现既增加成本，又明显地降低第二区域32空间内的自由度的问题。

但是，根据本发明，在第二区域32内设置一个蒸发器18和风扇42，因为可以使由该蒸发器18冷却后的空气通过风扇42在第二区域32内循环，所以，可以大致均匀地冷却该第二区域32内部，可以消除上述的问题。

此外，液晶面板5、6、7、偏振片8A、8B以及棱镜25的热量在冷却装置10通过蒸发器18由制冷剂获取，通过制冷剂输送到散热器14，由该散热器14被排出到空气中，之后，因为从通气孔37排出到外部，所以，确实地可消除因液晶面板5、6、7发出的热量滞留在主体1的内部，内部温度上升而导致间接性损害给周边构件带来的不良影响。

再有，因为在第二区域32内以没有导入外部空气的方式使该第二区域32内的空气循环，即，因为该第二区域32为空气在第二区域32内循环的密封空间，所以，由于没有外部空气带入的尘埃或灰尘，因此，不需要过滤器。由此，可以谋求进一步降低成本。

还有，本实施例中，由从一端的壁面1A延续到另一端的壁面1B而安装的一片板状部件构成分隔部件30，但是，并不局限于此，也可以由多片板状部件，例如，两片板状部件构成，一片在箱体27和壁面1A之间，另一片在箱体27和壁面1B之间地分别可装卸地并列设置。这样，由于由多个板状部件构成分隔部件30，并可装卸地设置在主体1上，可以顺利地进行生产时的组装作业。此外，可以便于修理等时的拆卸作业，或者修理后的组装作业。

例如，在修理时通过将安装在主体1内部的分隔部件30从主体1上拆卸，可以容易地修理主体1内部的修理部分，或者可以容易地取出故障部分，便于修理作业。此外，在修理结束后，可以简单地将分隔部件30安装在主体1上。因此，可以谋求提高修理作业的操作性。

实施例2

下面，根据图4至图6对本发明的其他实施例进行说明。图4为表示本实施例的液晶投影仪的简略立体图，图5表示图4的俯视图，图6表示图5的A-A剖面图。还有，在图4至图6的各图中，和上述图1至图3中各图标记为相同符号的部分是一样的部分，或者是产生类似的效果或作用的部分，在此省略其说明。

本实施例的液晶投影仪P不像上述实施例1的液晶投影仪P那样主体1内部采用分隔部件30隔开。这种情况下，液晶面板5、6、7、偏振片8A、8B以及棱镜25的周围设有通道50，与蒸发器18进行热交换后的冷气通过该通道50向液晶面板5、6、7、偏振片8A、8B以及棱镜25供给。即，本实施例的液晶投影仪P不像上述实施例那样将液晶面板5、6、7设置在大致密封的空间内，而是在由通道50构成的冷却风道中配置液晶面板5、6、7、偏振片8A、8B以及棱镜25，在通道50中通过循环的冷气进行局部冷却。

本实施例的通道50由隔热材料构成。作为该隔热材料可以使用：硬氯乙烯、硅树脂、氟树脂、酚醛树脂、聚碳酸酯树脂、聚苯乙烯树脂等导热率为0.1W/(m·K)至0.3W/(m·K)左右的橡胶和塑料类材料，或者石英玻璃、玻璃陶瓷等导热率为1W/(m·K)至4W/(m·K)左右的玻璃类材料，或者玻璃棉、石棉、碳化软木等导热率为0.0045W/(m·K)以下的纤维类隔热材料，或者泡沫聚苯乙烯，或由这些材料构成的建筑用隔热材料或真空隔热材料等。除此之外，作为隔热材料也可以使用导热率为1W/(m·K)以下的材料。

此外，本实施例中蒸发器16构成通道50的一部分，构成为与该蒸发器16进行热交换后的冷气可以循环。该通道50形成在液晶面板5、6、7以及棱镜25的周围，由分别连通密封通路50A、各喷出口52和各吸入口53的连通管50B构成。密封通路50A呈近似コ字形的筒状，各喷出口52形成在位于各液晶面板5、6、7的上方的密封通路50A的一端上，各吸入口53形成在位于液晶面板5、6、7的下方的密封通路50A的另一端上。上述密封通路50A内部设置蒸发器18和风扇42。

此外，在各连通管50B内部分别设置液晶面板5、6、7(一个连通管50B内部设置三个液晶面板5、6、7内的任意一个)和偏振片8A、8B。液晶面板5、6、7和各偏振片8A、8B分别保持间隔并列设置在连通管50B内部。此外，偏振片8A与连通管50B的一侧的壁面之间保持间隔而配置，同样偏振片8B也与连通管50B的另一侧的壁面之间保持间隔而配置。再有，以不妨碍照射于液晶面板5、6、7、偏振片8A、8B上的光的方式、以及不妨碍由液晶面板5、6、7调制后送出到棱镜25的视频信息的方式来配置该连通管50B，并且，以使与蒸发器16进行热交换后的冷气供给到液晶面板5、6、7、偏振片8A、8B以及棱镜25的方式来构成该连通管50B。

即，在连通管50B的偏振片8A侧，并且与该偏振片8A相对应的位置(即，相对应于偏振片8A的连通管50B的一侧的壁面)上形成未图示的孔，内部形成有光路的箱体27的开口与该孔连接(图6中未图示)。此外，在连通管50B的偏振片8B侧，并且与该偏振片8B相对应的位置(即，相对应于偏振片8B的连通管50B的另一侧的壁面)上形成孔55。该孔55具有与棱镜25的外径大致相同的形状，棱镜25的一面接触到该孔55的内部，或者嵌合在该孔55中以堵塞该孔55。此外，该棱镜25与各偏振片8B之间保持间隔地被安装在孔55中。

通过形成如上所述的通道50，不会妨碍照射于液晶面板5、6、7、偏振片8A、8B上的光，以及由液晶面板5、6、7调制后送出到棱镜25的视频信息，通道50内部为密封结构或者半密封结构，并且，与蒸发器16进行热交换而被冷却，可以将在该通道50内循环的空气供给到液晶面板5、6、7、各偏振片8A、8B以及棱镜25。

通过以上的结构对本实施例的液晶面板5、6、7的冷却动作进行说明。在本实施例中，只对与上述实施例不同的动作进行简单地说明。因为冷却装置10的动作和上述实施例相同，故省略。

通过蒸发器18被制冷剂夺去热量而被冷却的空气，通过通道50的密封通路50A内设置的风扇42，从在液晶面板5、6、7以及偏振片8A、8B的正上方形成的各喷出口52排出到连通管50B内，供给到液晶面板5、6、7、偏振片8A、8B以及棱镜25。即，从各喷出口52流入到连通管50B内部的空气通过缝隙，该缝隙形成在设置在该连通管50B内部的各液晶面板5、6、7和偏振片8A之间，各液晶面板5、6、7和偏振片8B之间，偏振片8A和连通管50B的一侧的壁面(即，与所述箱体27的开口连接的孔)之间，偏振片8B和连通管50B的另一侧的壁面(即，棱镜25)之间。由此，液晶面板5、6、7、偏振片8A、8B以及棱镜25向空气(冷气)散热而被冷却。

然后，通过液晶面板5、6、7、偏振片8A、8B以及棱镜25获取热量而被加热的空气反复进行以下循环，即从分别形成在液晶面板5、6、7以及偏振片8A、8B的正下方的吸入口53被吸入到密封通路50A内，到达蒸发器18。在此，与在蒸发器18内流动的制冷剂进行热交换而被冷却，再经风扇42从喷出口52供给到各液晶面板5、6、7、偏振片8A、8B以及棱镜25。

如本实施例那样，虽然在液晶面板5、6、7、偏振片8A、8B以及棱镜25的周围形成将与蒸发器18进行热交换后的冷气向液晶面板5、6、7、偏振片8A、8B以及棱镜25供给的通道50，但和上述实施例一样，可以不受外部温度影响地冷却液晶面板5、6、7、偏振片8A、8B以及棱镜25等。同样，因为可以不断地将与蒸发器18进行热交换后的冷气供给到液晶面板5、6、7、偏振片8A、8B以及棱镜25，所以，与现有的将外部空气供给到液晶面板的投影仪相比，由于显著地改善了散热量，因此，可以谋求风扇的小型化而缩小设置空间，同时可以谋求减小风量而降低噪音。与现有的电子冷却相比可以显著地改善能效。

此外，如本实施例那样，通过使通道50成为密封结构或者半密封结构，并构成为与蒸发器16进行热交换后的冷气向各液晶面板5、6、7、各偏振片8A、8B以及棱镜25供给，并且，构成为与蒸发器16进行热交换后的冷气可以循环，能够更有效地将与蒸发器16进行热交换后的冷气供给到各液晶面板5、6、7、偏振片8A、8B以及棱镜25，可以更好地促进各液晶面板5、6、7、偏振片8A、8B以及棱镜25的散热效果。

此外，本实施例中，液晶面板5、6、7、偏振片8A、8B以及棱镜25的热量在冷却装置10的蒸发器18中由制冷剂获取，并通过制冷剂输送到散热器14，由该散热器14排出到空气中，之后，因为从通气孔37排出到外部，所以，确实地可消除因液晶面板5、6、7发出的热量滞留在主体1的内部，内部温度上升引起的间接性的损害给周边构件带来的不良影响。

根据如上所详述的本发明，可以尽量减少噪音的产生，并且高效地冷却液晶面板5、6、7、偏振片8A、8B以及棱镜25，能够以低成本提供高性能的液晶投影仪。

虽然上述实施例中没有特别记载，但是，因为分别照射于液晶面板5、6、7的各单色R、G、B光，其发热量按B、G、R的顺序增加，所以，以供给到各液晶面板5、6、7的冷气也是按该顺序增加的方式来考虑风扇42的配置或通道50的形状，例如，也可以将发热量最多的B色光照射的液晶面板的上下设置的喷出口52以及吸入口53设为最大口径，将G色光照射的液晶面板的上下设置的喷出口52以及吸入口53设为比其小的口径，将发热量最少的R色光照射的液晶面板的上下设置的喷出口52以及吸入口53设为最小口径等，由此调节风量。

此外，本实施例的通道50是由密封通路50A和连通管50B构成，但是，也可以在主体1上可装卸地构成该密封通路50A和连通管50B。此外，也可以由可装卸地设置在主体1上的更多个部件构成通道50。这样，通过由可装卸地设置在主体1上的多个部件构成通道50，可以顺利地进行生产时的组装作业。此外，可以便于在修理等时的拆卸作业，或者修理后的组装作业。

例如，在修理时通过将安装在主体1内部的通道50从主体1上拆卸，可以容易地修理主体1内部的修理部分，或者可以容易地取出故障部分，便于修理作业。此外，在修理结束后，可以简单地将通道50安装在主体1上。特别是可以便于拆卸和组装设置在通道50内的蒸发器18或风扇42、液晶面板5、6、7、偏振片8A、8B以及棱镜25，可以显著地提高修理作业的操作性。

本实施例中蒸发器16构成通道50的一部分，但是，并不局限于此，也可以构成为在通道50内设置蒸发器16，使与蒸发器16进行热交换的冷气可循环。

上述各实施例中，主体1内部设置压缩机12、散热器14，但是，并不局限于此，也可以配置于主体1的底面。这种情况下，如前所述，通过使用散热性优良的材料(实施例中以镁作为材料)构成主体1，可以使压缩机12、散热器14散热，并且可以防止压缩机12，散热器14的热量传递到主体1内部这样的不良情况。

各实施例中作为投影仪的一例采用液晶投影仪进行了说明，但是，本发明的投影仪并不局限于此，只要是在主体上设有光源、基于视频信息调制来自该光源的射出光的光学元件、以及用于将调制后的投射影像投射到屏幕的投影透镜而构成的投影仪即可，例如即使将本发明应用于DLP投影仪(DLP(注册商标))也是有效的。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

权利要求1在原始权利要求1的基础上添加了原始权利要求2、3、4、8的内容，对发明内容进行限定并使之更加明确。并且，权利要求2在原始权利要求1的基础上添加了原始权利要求5、6、7、8的内容，对发明内容进行限定并使之更加明确。

由压缩机、散热器、减压装置以及蒸发器构成制冷剂回路的制冷装置是公知技术，对比文件4(JP2006-208488A)公开了通过与具有介质用通路74A2的散热器74A进行了热交换的空气来冷却光源装置的内容。但是，对比文件2(JP2000-321668A)、对比文件3(JP2000-267190A)以及对比文件4不能使进行了热交换的低温空气的温度降至外部空气温度(室温、周围温度，例如20℃-30℃)以下，在这些对比文件中完全没有记载这类内容。也就是说，上述各对比文件没有设想将进行了热交换的低温空气的温度降至外部空气的温度以下的情况。

根据牛顿的制冷法则，即、散热量Q＝热传导系数α×传热面积S×温度差ΔT(ΔT＝高温T1-低温T2)，由于对比文件的低温空气的温度只能降至外部空气的温度，不能增大ΔT，在光学元件的热量Q大的情况下，散热、制冷困难。特别是近年来的投影装置中，高亮度化程度不断提高、光学元件的放热量Q有增加的趋势，但是光学元件面积S有小型化的趋势，因此有必要增大温度差ΔT。

因此，因为使用由本发明和对比文件1(JP2005-121250A)中的、具有所谓热泵功能的热电变换器之类的冷却装置冷却的温度为外部温度以下的冷却空气来冷却光学元件，所以，在光学元件的放热量大的情况下也能够应对。也就是说，能够增大ΔT。

但是，对比文件1的冷却装置的能效低，并且冷却部和散热部为一体的构造，存在使设计的自由度降低的问题。

与此相对，由于本发明能够不断地向光学元件供给与蒸发器进行了热交换而温度在外部温度以下的低温空气，因而，能够改善能效，并且，能够达到使空间上的设计自由度提高的特殊效果。

1.一种投影仪，由设置在主体上的光源、光学元件以及投射透镜构成，该光学元件基于视频信息调制来自该光源的射出光；该投影透镜用于将调制后的投射影像投射在屏幕上；

该投影仪的特征在于：

具备冷却装置和分隔部件，该冷却装置由设置在所述主体上的压缩机、散热器、减压装置以及蒸发器构成制冷剂回路，利用制冷剂的蒸发潜热；

该分隔部件由隔热材料构成，将所述主体内部分隔为设有所述光源的第一区域和设有所述光学元件并密封的第二区域，

在该第二区域内使低温空气循环，该低温空气与所述蒸发器进行热交换且温度为外部空气温度以下，并且，

所述分隔部件由多片板状部件构成，可装卸地设置在所述主体上，

所述光学元件为液晶面板、设置在该液晶面板的入射侧和出射侧的偏振片、以及棱镜。

2.一种投影仪，由设置在主体上的光源、光学元件以及投影透镜构成，该光学元件基于视频信息调制来自该光源的射出光，该投影透镜用于将调制后的投射影像投射在屏幕上；

该投影仪的特征在于：

具备冷却装置和通道，

该冷却装置由设置在所述主体上的压缩机、散热器、减压装置以及蒸发器构成制冷剂回路，利用制冷剂的蒸发潜热，

该通道由隔热材料构成，将低温冷气供给到所述光学元件，该低温冷气与所述蒸发器进行热交换，且温度为外部空气温度以下，

所述蒸发器构成所述通道的一部分或者设置在该通道内部，该通道由可装卸地设置在所述主体的多个部件构成，并且，使与所述蒸发器进行热交换后的低温冷气可以循环，并且，

Claims

1.一种投影仪，由设置在主体上的光源、光学元件以及投影透镜构成，该光学元件基于视频信息调制来自该光源的射出光；该投影透镜用于将调制后的投射影像投射在屏幕上；

该投影仪的特征在于：

具备冷却装置，该冷却装置由设置在所述主体上的压缩机、散热器、减压装置以及蒸发器构成制冷剂回路，将与所述蒸发器进行热交换后的空气供给到所述光学元件来进行冷却。

2.根据权利要求1所述的投影仪，其特征在于：将所述主体内部分隔为设有光源的第一区域和设有所述光学元件并密封的第二区域，在该第二区域中使与所述蒸发器进行热交换后的空气循环。

3.根据权利要求1或2所述的投影仪，其特征在于：所述主体内部由分隔部件分隔为所述第一区域和所述第二区域，该分隔部件由隔热材料构成。

4.根据权利要求3所述的投影仪，其特征在于：所述分隔部件由多片板状部件构成，可装卸地设置在所述主体上。

5.根据权利要求1所述的投影仪，其特征在于：与所述蒸发器进行热交换后的冷气通过通道供给到所述光学元件。

6.根据权利要求5所述的投影仪，其特征在于：所述蒸发器构成所述通道的一部分或者设置在该通道内，该通道由隔热材料构成，并且，使与所述蒸发器进行热交换后的冷气可以循环。

7.根据权利要求5或6所述的投影仪，其特征在于：所述通道由可装卸地设置在所述主体上的多个部件构成。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的投影仪，其特征在于：所述光学元件为液晶面板、设置在该液晶面板的入射侧和出射侧的偏振片、以及棱镜。