CN101813878B - 投影仪及光源装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光源装置，包括光源和排气风扇，还包括用于固定所述光源的光源底部支架，所述光源的尾部正对着所述光源底部支架的一端设有开口，该开口处设有用于挡光和排气的叶片；所述排气风扇设在所述光源底部支架的后面，用于将所述光源的尾部热气排出具备该光源装置的机器外。本发明还同时提供了一种投影仪。由于本发明采用了光源底部支架的设计，使得投影仪整机小型化，光源组件构造简化，装配简化以及成本降低，并且可靠性高。

Description

投影仪及光源装置

技术领域

本发明涉及投影仪，同时还涉及该投影仪的光源装置。

背景技术

从投影仪内部的光源射出的光源光进行调制后可形成图像，并使所形成的图像投影到屏幕等。在构成的光源装置中，一般使用高功率灯泡作为投影仪的光源，但是高功率灯泡会产生高温和强光。

投影仪灯泡在使用过程中除由灯杯放射出有效光外，还会透过灯杯和灯心尾部向外辐射强光和高热量。在使用中必须将这些强光阻挡在机体内，不被外界直接可见，否则会对人眼造成伤害；同时，也要将热量及时排出，否则会降低灯泡使用寿命，恶化内部其它部件的使用环境。而挡光通常就挡住了排气的直接通路，两者存在一定的矛盾关系。因此，投影仪的挡光和排气构造是每款投影仪都必须解决的课题。

为了解决高功率灯泡所产生高温和强光的问题，现有技术一般都是采用板金叶片100和引擎底部200组合在灯泡300周围以达到挡光和排气的功能，如图1、2所示。但是这种结构所需要的部件较多，并且设计和装配也较为复杂、成本较高，远远满足不了小型化、高性能、轻量化、低成本的小型投影仪的市场发展需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种投影仪及光源装置，通过使用一个灯泡底部支架实现灯泡的挡光和排气功能，以解决现有技术中需要多个部件解决光源的挡光和排气问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种光源装置，包括光源和排气风扇，还包括用于固定所述光源的光源底部支架，所述光源的尾部正对着所述光源底部支架的一端设有开口，该开口处设有用于挡光和排气的叶片；所述排气风扇设在所述光源底部支架的后面，用于将所述光源的尾部热气排出具备该光源装置的机器外。

本发明中，所述开口分别设置在所述光源底部支架的后侧和左侧。

本发明中，所述叶片设置在靠近光源处。

本发明中，该叶片垂直于所述光源的光线发射方向。

本发明中，所述叶片为一个以上，叶片之间互相平行且成梯状设置

本发明中，所述叶片的数量为4个。

本发明中，所述光源底部支架采用耐高温材料聚苯硫醚树脂(PPS)成型的塑胶件。

本发明还同时公开了一种投影仪，所述投影仪包括设置在其内部的光学***、电源装置以及光源装置，所述光源装置包括光源和排气风扇，所述投影仪还包括上述所述的光源装置。

本发明中，所述投影仪的壳体设有散热孔，通过该散热孔将排气风扇的热气排出所述投影仪外。

本发明中，所述光源底部支架通过螺钉固定在投影仪内

通过采用本发明技术方案，与现有的技术相比，本发明具有如下优点：由于本发明采用了光源底部支架的设计，使得投影仪整机小型化，光源组件构造简化，装配简化以及成本降低，并且可靠性高。

附图说明

图1是现有技术投影仪的光源装置的示意图；

图2是图1增加风扇的光源装置的示意图；

图3是本发明所述光源装置的优选实施例的示意图；

图4是图3的光源底部支架的示意图；

图5是本发明投影仪的示意图；

图6是本发明排气方向的示意图；

图7是本发明优选实施例中4个叶片的示意图；

图8是本发明所述电源装置的示意图；

图9是本发明所述散热孔的示意图；

图10是光源与排气风扇采用垂直的方式的示意图；

图11是光源与排气风扇采用不垂直的方式的示意图；

图12是增加排气风扇与叶片角度而增加通风量的示意图；

图13是采用灯源靠近光源的挡光示意图；

图14是采用灯源离光源远点的挡光示意图；

图15是采用挡光叶片与光源的光线发射方向垂直的示意图；

图16是采用挡光叶片与光源成45°角的示意图；

图17是本发明的液晶投影仪中的光学***示意图；

图18是从底部方向看本发明的光源装置的优选实施例的光源底部支架的斜视图；

图19是从LAMP尾部上方侧看本发明的光源装置的优选实施例的光源底部支架的斜视图；

图20是从LAMP头部上方侧看本发明的光源装置的优选实施例的光源底部支架的斜视图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的实施例。

如图3、图4以及图5所示，本发明所述的一种光源装置，包括光源1、排气风扇2以及用于固定所述光源1的光源底部支架3。

其中，光源1可以通过螺钉(图中暂未示出)固定在光源底部支架3内。光源1的尾部4正对着光源底部支架3的一端设有开口5，该开口5处设有用于挡光和排气的叶片6；排气风扇2设在光源底部支架3的后面，用于将光源1的尾部热气排出投影仪7外。光源底部支架3可以通过螺钉8固定在投影仪7下面的外壳7a内。

图10显示的为光源1与排气风扇2采用垂直的方式，本发明优选实施例采用光源1与排气风扇2不垂直的方式(如图11所示)，即排气风扇2设置在光源底部支架3的后面。这样可以较大程度地增加排气风扇2与叶片的角度，增加通风面积(如图12所示)，从左到右的通风量分别为，最小、适中、最大。本发明通过开口5出风，保证光源1尾部热气的有效排放，其排气方向如图6中的箭头所示。

作为本发明的一个优选实施例，开口5可以根据投影仪的整体布置而设计，例如，如图3-图7所示，光源底部支架3的开口5可以分别设置在光源底部支架3的后侧和左侧(从灯泡1a的尾部正视灯泡1a发出的光沿光轴L前进的方向，其左边为这里说的左侧)，因为光源底部支架3的左侧还有电源9排气(电源装置如图8所示)，电源9排气的温度比灯泡排气的温度要低，将电源排气和灯泡排气中和，可以降低整体排气的温度，所以将底部支架3的开口5分别设置在光源底部支架3的后面和左侧，而光源底部支架3的后侧对着壳体的散热孔10(如图9所示)，方便排气风扇2将热气从壳体的散热块排出投影仪7外。

作为本发明的一个优选实施例，叶片3最好设置在靠近光源灯1a处，这样所需要的叶片就越小，挡光效果越好。图13和图14是表示叶片3设置在光源的不同位置的示意图。比较这两个图，就可以知道，叶片3在越靠近光源1的地方实现挡光需要的叶片就越小，挡光效果就越好。

作为本发明的一个优选实施例，叶片6垂直于光源1的光线发射方向，可以减少叶片3反光。图15和图16是表示叶片3以不同的角度设置的示意图。比较这两个图，就可以知道，当叶片3所在的面与灯泡1a沿发出的光的光轴L成θ°(θ小于90)角时，例如45°角，大部分光线会通过二次反射后再反射出来，挡光效果欠佳。而当叶片3所在的面与灯泡1a沿发出的光的光轴L成90°角时，大部分的光线都能被反射回去，降低了强光在叶片3上的再次反射，挡光效果较佳。

所述叶片3的数量可以是一个或一个以上，若为一个以上，叶片之间互相平行且成梯状设置。作为本发明的一个优选实施例，本发明所述叶片3的数量为4个，共组成3个排气开口(见图7箭头所示)。因为叶片3的数量太少，挡光效果不太明显，漏出来的紫外线容易对人眼造成伤害；如果叶片3的数量太多，又会挡住光源1尾部外排走的热气，不利于光源1冷却。因此本发明根据实际投影仪的大小，合理将叶片3的数量设计为4个，可以有效地挡光和排气。

作为本发明的一个优选实施例，本发明所述光源底部支架3采用耐高温材料苯硫醚树脂(PPS)成型的塑胶件。如果采用钣金部件实现挡光排气功能，因为钣金是钣材，成型时需要切断，构造上难以实现重叠，对挡光不利，而本发明采用塑料件可以实现重叠效果，对挡光有利。并且钣金反光强烈，即使做发黑的处理后，仍然有强烈的反射效果，容易反射出强烈的光线，降低挡光效果，同时经过表面发黑处理的钣金成本较高，而且钣金成型品不如塑料复杂多变，实现不了的构造一般还需要借助另一塑料件完成。因此，本发明采用耐高温材料PPS成型的塑胶件可降低部件数量，从而降低成本。

以下是本发明关于液晶投影仪中光学***的一个实施例，并结合附图17进行说明。这里的光学***13不限于图17所示的示例，本发明适用于设有各种光学***的机构。

图17中，来自光源灯19的白色光经过聚光透镜20、第1积分透镜21、第2积分透镜22，偏振光分束器(PBS)23及聚光透镜24等，向第1分色镜25照射。

上述第1积分透镜21及第2积分透镜22分别由多个透镜单元矩阵状排列而成的绳眼透镜构成，具有使光源灯19发出的白色光的照度分布均一化的功能。

另外，偏振光分束器(PBS)23具备偏振光分离膜和位相差板(1/2波片)。偏振光分离膜使来自第2积分透镜22的光中的例如P偏振光透过，而使S偏振光光路稍微变更后出射。透过偏振光分离膜的P偏振光由设在其前侧(光出射侧)的位相差板变换成S偏振光后出射。即，几乎所有的光都一致成为S偏振光。

通过上述偏振光分束器23的光经聚光透镜24到达第1分色镜25。第1分色镜25具有仅将光的蓝色分量反射并使红色及绿色分量通过的功能，通过的红色及绿色分量的光到达第2分色镜26。第2分色镜26具有将光的绿色分量反射并使红色分量通过的功能。从而光源灯19发出的白色光由第1及第2分色镜25、26分为蓝光、绿光及红光。

第1分色镜25反射的蓝光被全反射镜27反射，第2分色镜26反射的绿光保持原样，通过第2分色镜26的红光经由中继透镜28、30被全反射镜29、31反射，然后分别导入图像生成光学***32。

图像生成光学***32中，在立方体形状的色合成棱镜33的三个侧面，分别可装拆地配置设有红色用液晶盘34r、绿光用液晶盘34g及蓝光用液晶盘34b等的棱镜安装部件35。在色合成棱镜33和红色用液晶盘34r之间配置出射侧偏光板36r，在色合成棱镜33和绿光用液晶盘34g之间配置出射侧偏光板36g和前置偏光板37g，在色合成棱镜33和蓝光用液晶盘36b之间配置出射侧偏光板36b和前置偏光板37b。另外，在三块液晶盘34r、34g、34b的入射侧分别配置入射侧偏光板38r、38g、38b和聚光透镜39r、39g、39b。

从而，由第1分色镜25及全反射镜27反射的蓝光被导入蓝光用的聚光透镜39b，经由入射侧偏光板38b、蓝光用液晶盘34b及前置偏光板37b、出射侧偏光板36b，到达色合成棱镜33。另外，由第2分色镜26反射的绿光被导入绿光用的聚光透镜39g，经由入射侧偏光板38g、绿光用液晶盘34g及前置偏光板37g、出射侧偏光板36g，到达色合成棱镜33。同样，透过第1分色镜25及第2分色镜26，并经2块全反射镜29、31反射的红光被导入红光用聚光透镜39r，经由入射侧偏光板38r、红光用液晶盘34r及出射侧偏光板36r，到达色合成棱镜33。

被导入色合成棱镜33的3色图像光由该色合成棱镜33合成，由此获得的彩色图像光经由投射镜头4放大投影到前方的屏幕上。

在以上的实施例中，所列出的示例投影仪都是以液晶屏作为光转换元件的液晶投影仪，但是其它具备了通过光生成图像***的投影仪都适用本发明，例如DLP(Digital Light Processing，简称DLP)公司生产的投影仪。

图18、图19及图20是本发明使用的底部光源支架的优选实施例的示意图，如图所示。与前面图4所示的实施例不同，此实施例的底部光源支架500上设置的叶片501、502、503中的叶片502和503相对于支架的底面呈宽幅状向平行方向延长。叶片502的延长端部502A和支架后方左框部504的一部分在光轴方向处重叠。因此延长端部502A的下部分呈切口状、通过LAMP尾部侧的叶片501可避免LAMP的光从开口505处漏光。从支架后方中央的框部分506延长的叶片503的延长端部503A一直延长到底部支架500的右壁部510，同时由于上部分有欠缺，所以设置有欠缺部507。遮光壁部509是为了避免上述欠缺部507的光漏射到后方而设置，为了与欠缺部507相对而将上述中央框部506和支架后方右框部508之间连接起来。此实施例是通过叶片501、502、503及遮光壁部509实现遮光。

另外LAMP的热气从后方尾部通过叶片502和支架后方左框部504之间的缝隙及欠缺部507按照箭头所示的流向排出。另外，此实施例还设有宽幅叶片(宽幅叶片是502和503的组合)，所以遮光效果很好。

综上所述，由于本发明采用了光源底部支架的设计，使得投影仪整机小型化，光源组件构造简化，装配简化以及成本降低，并且可靠性高。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (7)

1.一种投影仪光源装置，包括光源和排气风扇，其特征在于，还包括用于固定所述光源的光源底部支架，所述光源底部支架靠近光源尾部一端设有开口，该开口处设有用于挡光和排气的叶片；所述开口分别设置在所述光源底部支架的后侧和左侧；所述叶片设置在靠近光源处，所述叶片为多个，叶片之间互相平行且成梯状设置；所述排气风扇设在所述光源底部支架的后面，用于将所述光源的尾部热气排出具备该光源装置的机器外。

2.根据权利要求1所述的投影仪光源装置，其特征在于，该叶片垂直于所述光源的光线发射方向。

3.根据权利要求1所述的投影仪光源装置，其特征在于，所述叶片的数量为4个。

4.根据权利要求1所述的投影仪光源装置，其特征在于，所述光源底部支架采用耐高温材料聚苯硫醚树脂PPS成型的塑胶件。

5.一种投影仪，所述投影仪包括设置在其内部的光学***、电源装置，其特征在于，所述投影仪还包括权利要求1-4任一项所述的光源装置。

6.根据权利要求5所述的投影仪，其特征在于，所述投影仪的壳体设有散热孔，通过该散热孔将排气风扇的热气排出所述投影仪外。

7.根据权利要求5所述的投影仪，其特征在于，所述光源底部支架通过螺钉固定在投影仪内。

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