CN103257518B - 多画面显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多画面显示装置，以降低冷却用成本。多画面显示装置（1000）包括视频显示装置（100－1、100－2、100－3、100－4）。冷却装置（300）与视频显示装置（100－1、100－2、100－3、100－4）各自具有的半导体光源（20a、20b、20c）在热学意义上连接。

Description

多画面显示装置

技术领域

本发明涉及在由多个画面构成的多画面上显示视频的多画面显示装置。

背景技术

过去，构成多画面显示装置的多个投影型视频显示装置的各个光源广泛采用放电灯。近年来，随着LED（LightEmittingDiode，发光二极管）的技术发展，LED的发光亮度提高，LED变得能够用作投影型视频显示装置的光源。下面，将投影型视频显示装置也简称为视频显示装置。

LED的发光亮度受到结温的影响。因此，需要适当冷却作为光源的LED。LED的冷却方法有采用散热器和风扇的强制风冷方式、强制使冷却液体循环的液体冷却方式（参照专利文献1、2）。

在强制风冷方式或者液体冷却方式中，在各个视频显示装置内使用风扇进行冷却。因此，即使是在由多个视频显示装置构成的多画面显示装置中，也能够在各个视频显示装置中进行冷却。

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2008－192579号公报

【专利文献2】日本专利第4654664号公报

但是，在为了冷却多画面显示装置而采用了现有的强制风冷方式或者液体冷却方式等的情况下，存在如下问题。

由多个视频显示装置构成的现有的多画面显示装置需要具备与视频显示装置的数量相当的冷却机构。例如，由4台视频显示装置构成的现有的多画面显示装置需要4个冷却机构。因此，存在不能充分抑制多画面显示装置的冷却用成本的问题。

发明内容

本发明正是为了解决这种问题而提出的，其目的在于，提供一种降低了冷却用成本的多画面显示装置。

为了达到上述目的，本发明的一个方式的多画面显示装置利用1台以上的冷却装置。所述多画面显示装置包括具有画面的多个视频显示装置，所述多个视频显示装置由各自具有的多个所述画面构成多画面，各个所述视频显示装置具有半导体光源，该半导体光源射出用于在所述多画面上显示视频的光，所述1台以上的冷却装置中的1台冷却装置与所述多个视频显示装置各自具有的多个所述半导体光源在热学意义上连接，并对多个所述半导体光源进行冷却。

根据本发明，多画面显示装置包括多个视频显示装置。冷却装置与多个视频显示装置各自具有的多个半导体光源在热学意义上连接。由此，不需要设置与视频显示装置的数量相当的冷却装置。

由此，能够降低多画面显示装置的冷却用成本。

附图说明

图1是表示实施方式1的多画面显示装置的结构的图。

图2是用于说明多画面的结构的图。

图3是示意性地表示冷却装置被安装于多画面显示装置的状态的图。

图4是表示实施方式1的视频显示装置的结构的框图。

图5是表示实施方式1的视频显示装置的局部构造的剖视图。

图6是表示冷却装置的内部结构的图。

图7是表示实施方式1的变形例1的多画面显示装置1000A的结构的图。

图8是示意性地表示冷却装置被安装于多画面显示装置的状态的图。

图9是表示实施方式1的变形例1的视频显示装置的结构的图。

图10是示意性地表示多个冷却装置被安装于多画面显示装置的状态的图。

标号说明

2光源装置；3光阀；11、11－1、11－2、11－3、11－4、11A、11A－1、11A－2、11A－3、11A－4投影部；12管；13分支管；20a、20b、20c半导体光源；100、100-1、100-2、100-3、100-4、100A、100A-1、100A-2、100A-3、100A-4视频显示装置；300、300a冷却装置；1000、1000A多画面显示装置。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的实施方式。在下面的说明中，对相同的构成要素标注相同的标号。这些构成要素的名称及功能也相同。因此，存在省略有关这些构成要素的详细说明的情况。

另外，关于在实施方式中示例出的各个构成要素的尺寸、材质、形状、这些构成要素的相对配置等，能够根据本发明所适用的装置的结构或各种条件进行适当变更，本发明不限于这些示例。并且，存在各个附图中的各个构成要素的尺寸与实际尺寸不同的情况。

（实施方式1）

图1是表示实施方式1的多画面显示装置1000的结构的图。

如图1所示，多画面显示装置1000包括视频显示装置100－1、100－2、100－3、100－4。各个视频显示装置100－1、100－2、100－3、100－4具有相同的结构，详细情况将在后面进行说明。下面，也将各个视频显示装置100－1、100－2、100－3、100－4简称为视频显示装置100。

各个视频显示装置100的外部形状是长方体。多画面显示装置1000是将4个视频显示装置100排列两级两列而构成的。

视频显示装置100－1、100－2、100－3、100－4分别包括图2所示的画面（屏幕）10－1、10－2、10－3、10－4。

多画面显示装置1000包括多画面10A。如图2所示，多画面10A是由被排列成矩阵状的画面10－1、10－2、10－3、10－4构成的一个画面。下面，也将各个画面10－1、10－2、10－3、10－4简称为画面10。根据以上所述，多画面显示装置1000包括由分别与多个视频显示装置100对应的多个画面10构成的多画面10A。

另外，构成多画面10A的画面的数量不限于4，也可以是2、3或者5以上。即，构成多画面显示装置1000的视频显示装置100的数量不限于4，也可以是2、3或者5以上。

图3是示意性地表示冷却装置300被安装于多画面显示装置1000的状态的图。多画面显示装置1000利用1台以上的冷却装置300进行多画面显示装置1000的冷却。

冷却装置300是用于利用冷却液体来冷却多画面显示装置1000的装置，详细情况将在后面进行说明。冷却液体是指为了冷却多画面显示装置1000而使用的液体。冷却装置300对与该冷却装置300自身在热学意义上连接的部件进行冷却。

冷却装置300被设于多画面显示装置1000的外部。即，多画面显示装置1000不包括冷却装置300。另外，冷却装置300也可以设于多画面显示装置1000的内部。

如图3所示，视频显示装置100－1、100－2、100－3、100－4分别具有投影部11－1、11－2、11－3、11－4。下面，也将各个投影部11－1、11－2、11－3、11－4简称为投影部11。投影部11投影视频。

首先，说明各个视频显示装置100的结构。

图4是表示实施方式1的视频显示装置100的结构的框图。

如图4所示，各个视频显示装置100具有控制部1、光源装置2、光阀3、投影透镜4、信号处理部6、图像输入部7和画面10。

控制部1控制视频显示装置100内的各个部分（例如光源装置2）。

光源装置2包括未图示的LED。光源装置2利用LED射出光。具体地讲，光源装置2射出用于在多画面10A上显示视频的光。来自光源装置2的光照射到光阀3。

图像输入部7接收来自外部的视频信号，并向信号处理部6发送该视频信号。信号处理部6对接收到的视频信号所表示的图像进行图像的放大缩小等信号（图像）处理。然后，信号处理部6将进行信号处理后的视频信号转换为光阀3能够处理的驱动信号。并且，信号处理部6向光阀3发送该驱动信号。

光阀3对光源装置2（后述的半导体光源）射出的光的强度进行调制。具体地讲，光阀3按照接收的驱动信号对从光源装置2照射的光进行强度调制，将调制后的光通过投影透镜4照射到画面10。由此，视频被投影（显示）到画面10上。

由各个视频显示装置100在画面10上显示视频，由此多画面显示装置1000在多画面10A上显示视频。

图5是表示实施方式1的视频显示装置100的局部构造的剖视图。在图5中，为了附图简洁，图示的画面10的水平方向的尺寸小于投影部11的水平方向的尺寸。但是，实际上画面10的水平方向的尺寸大于投影部11的水平方向的尺寸。

如图5所示，各个视频显示装置100的投影部11包括前述的光源装置2、前述的光阀3和前述的投影透镜4。

光源装置2包括半导体光源20a、20b、20c、和壳体50。另外，投影部11不具备用于冷却光源装置2（半导体光源20a、20b、20c等）的冷却用风扇。

各个半导体光源20a、20b、20c是LED。半导体光源20a、20b、20c被安装于壳体50。下面，也将各个半导体光源20a、20b、20c简称为半导体光源20。各个半导体光源20射出用于在多画面10A上显示视频的光。

另外，各个半导体光源20a、20b、20c不限于LED，也可以由射出光的其它元件构成。并且，光源装置2包含的半导体光源20的数量不限于3。光源装置2包含的半导体光源20的数量也可以是1、2或者4以上。

在半导体光源20a上隔着未图示的导热体安装有热交换外壳30a。导热体例如是导热润滑脂。导热体用于降低接触热阻。半导体光源20a借助导热体与热交换外壳30a在热量意义上接合。

在半导体光源20b上隔着未图示的导热体安装有热交换外壳30b。半导体光源20b与半导体光源20a同样地借助导热体与热交换外壳30b在热量意义上接合。

在半导体光源20c上隔着未图示的导热体安装有热交换外壳30c。半导体光源20c与半导体光源20a同样地借助导热体与热交换外壳30c在热量意义上接合。

下面，说明多画面显示装置1000的冷却构造。

再次参照图3，各个投影部11－1、11－2、11－3、11－4通过管12和分支管13与冷却装置300连接。

管12是用于使冷却液体流动的流动管。分支管13是用于将来自一个管12的冷却液体向两个管12输送的管。

例如，投影部11－1的一方经由两个分支管13通过管12与冷却装置300连接。投影部11－1的另一方经由两个分支管13通过管12与冷却装置300连接。各个投影部11－2、11－3、11－4也与投影部11－1同样地与冷却装置300连接。

冷却装置300利用管12将冷却液体输送给各个视频显示装置100，详细情况将在后面进行说明。并且，冷却装置300对通过管12从各个视频显示装置100返回的温度已上升的冷却液体进行冷却，将该冷却液体再次输送给各个视频显示装置100。

下面，说明管12与投影部11的连接构造。

再次参照图5，管12与各个视频显示装置100的光源装置2内的各个热交换外壳30a、30b、30c连接。另外，在图5中示出了管12断开的样子，但实际上是通过一根管12在各个热交换外壳30a、30b、30c的内部进行了热量意义上的连接。下面，也将各个热交换外壳30a、30b、30c简称为热交换外壳30。

根据以上所述的结构，1台冷却装置300与多个视频显示装置100各自具有的多个半导体光源20（投影部11内的光源装置2）在热学意义上连接，而且对多个半导体光源20（光源装置2）进行冷却。

下面说明冷却装置300。

图6是表示冷却装置300的内部结构的图。

冷却装置300包括循环泵301、散热器302和冷却风扇303。循环泵301利用管12送出冷却液体。管12贯穿散热器302的内部。管12与散热器302在热学意义上连接。冷却风扇303对散热器302实施强制风冷。

下面，说明利用冷却液体进行的冷却。如图3所示，冷却装置300的循环泵301利用管12和分支管13将冷却液体输送给各个视频显示装置100的投影部11。即，从冷却装置300送出的冷却液体经由分支管13进行分配后输送给各个视频显示装置100的投影部11。冷却液体与各个投影部11的各个半导体光源20进行热交换，由此温度上升，并再次通过管12返回到冷却装置300。

从各个视频显示装置100返回的温度已上升的冷却液体在散热器302的内部通过，由此温度被降低（被冷却）。

循环泵301将被散热器302冷却后的冷却液体再次输送给各个视频显示装置100的投影部11。通过以上处理，冷却液体在各个视频显示装置100内进行循环。

其中，分支管13具有在与管12的连接被解除时冷却液体***漏的构造。因此，在进行视频显示装置100的维修等时，也能够应对从多画面显示装置1000取出一台视频显示装置100的情况。

另外，在本实施方式中，采用在从冷却装置300起到各个视频显示装置100之间对冷却液体进行两级分支的结构。即，在从冷却装置300起到各个视频显示装置100之间设有两个分支管13。但是，不限于这种结构，也可以是对冷却液体进行一级分支的结构。

光源装置2中的热交换是按照以下所述进行的。如图5所示，冷却液体利用管12被从投影部11的外部引入到投影部11的内部；并且，在热交换外壳30a、30b、30c中进行热交换后，再次经由管12被引导到投影部11的外部。

在此，考虑到LED容易受到温度影响的程度和发热量，按照以下所述来设定半导体光源20a、20b、20c。

首先，假设半导体光源20a是发出红色光的LED。并且，假设半导体光源20b是发出蓝色光的LED。假设半导体光源20c是发出绿色光的LED。在这种情况下，冷却液体经由管12按照热交换外壳30a、30b、30c的顺序在热交换外壳30a、30b、30c的内部通过。由此，和与各个热交换外壳30a、30b、30c对应的半导体光源20进行热交换，进行半导体光源20（光源装置2）的冷却。

如以上说明的那样，根据本实施方式，1台冷却装置300与多个视频显示装置100各自具有的多个半导体光源20（投影部11内的光源装置2）在热学意义上连接，而且对多个半导体光源20（光源装置2）进行冷却。因此，不需要设置与视频显示装置100的数量相当的冷却装置300。因此，能够降低多画面显示装置1000的冷却用成本。

另外，通过对多个视频显示装置100的半导体光源20（光源装置2）一并进行冷却，各个视频显示装置100之间的温度偏差降低，半导体光源的温度控制容易进行。

现有的多画面显示装置（下面，也称为多画面显示装置J）需要具备与视频显示装置的数量相当的冷却机构。另外，在半导体光源的冷却采用液体冷却的情况下，作为冷却关键部分的泵的寿命短于半导体光源的寿命，导致泵在半导体光源达到寿命之前就发生故障。

因此，在构成多画面显示装置J的各个视频显示装置具有冷却机构的情况下，随着构成多画面显示装置J的视频显示装置的数量增多，泵发生故障的概率提高。

另外，多画面显示装置J的各个视频显示装置具有风扇，以便进行冷却液体的冷却。因此，在多画面显示装置J工作时所有视频显示装置的风扇工作。因此，在多画面显示装置J中消耗许多电力，并且产生较大噪声。

而本实施方式的多画面显示装置1000构成为利用1台冷却装置300进行多个视频显示装置100各自的各个半导体光源20（光源装置2）的冷却。即，采取对多个视频显示装置100一并进行冷却的结构。另外，各个视频显示装置100不具有半导体光源20（光源装置2）的冷却机构。

这种结构与多画面显示装置J的冷却结构相比，能够减少冷却用泵及风扇的数量。由此，在本实施方式中，能够降低在冷却多画面显示装置1000时使用的泵的故障概率。并且，也能够实现多画面显示装置1000的噪声的降低、功耗的降低。

另外，冷却装置300被设于视频显示装置100的外部。因此，能够在视频显示装置100的外部进行半导体光源20（光源装置2）的排热。因此，能够降低视频显示装置100自身的散热。其结果是，能够降低多画面显示装置1000中的上边部分的视频显示装置100的温度上升。

另外，根据本实施方式，不需要在各个视频显示装置100安装冷却液体的冷却用风扇。因此，也能够降低所使用的风扇的总数量。其结果是能够降低噪声。并且，由于利用1台冷却装置300进行多画面显示装置1000中的各个视频显示装置100的各个半导体光源20（光源装置2）的冷却，因而也具有节能及削减成本的效果。

通过采取利用1台冷却装置300进行多个视频显示装置的半导体光源的冷却的结构，容易接触到该冷却装置300，能够削减维修工时。并且，也能够一并进行半导体光源20（光源装置2）的温度控制，与过去按照每个视频显示装置进行温度控制时相比更容易进行控制。

另外，在本实施方式中采取了利用1台冷却装置300的结构，但不限于此。也可以是利用数量比构成多画面显示装置1000的视频显示装置的数量少的（1以上的整数）数量个冷却装置300的结构。

另外，本实施方式中的冷却装置300具备最多冷却4台视频显示装置100的能力。如果构成多画面显示装置1000的视频显示装置100的数量变化，则与1台冷却装置300相关的视频显示装置100的数量也变化。因此，也可以根据与冷却装置300相关的视频显示装置100的数量变更冷却装置300的冷却能力。由此，能够进行冷却所需要的功耗及噪声的降低。

（实施方式1的变形例1）

在实施方式1中仅冷却各个视频显示装置100的半导体光源20。在本实施方式的变形例1中，除半导体光源20之外，同时也进行光阀3的冷却。

图7是表示实施方式1的变形例1的多画面显示装置1000A的结构的图。

如图7所示，多画面显示装置1000A包括视频显示装置100A－1、100A－2、100A－3、100A－4。各个视频显示装置100A－1、100A－2、100A－3、100A－4具有相同的结构。

视频显示装置100A－1、100A－2、100A－3、100A－4分别包括图2所示的画面10-1、10-2、10-3、10-4。下面，也将各个视频显示装置100A-1、100A-2、100A-3、100A-4简称为视频显示装置100A。

多画面显示装置1000A与多画面显示装置1000同样地包括多画面10A。

图8是示意性地表示冷却装置300被安装于多画面显示装置1000A的状态的图。

如图8所示，视频显示装置100A－1、100A－2、100A－3、100A－4分别具有投影部11A－1、11A－2、11A－3、11A－4。下面，也将各个投影部11A－1、11A－2、11A－3、11A－4简称为投影部11A。

投影部11A具有与投影部11相同的功能。

另外，冷却装置300与各个投影部11A的连接状态，和图3中的冷却装置300与各个投影部11的连接状态相同，因而不重复详细说明。

图9是表示实施方式1的变形例1的视频显示装置100A的结构的图。视频显示装置100A与图5所示的视频显示装置100相比，不同之处在于，具有投影部11A来取代投影部11。视频显示装置100A的其它结构与视频显示装置100相同，因而不重复详细说明。

投影部11A与图5所示的投影部11相比，不同之处在于，还包括受热块35。投影部11A的其它结构与投影部11相同，因而不重复详细说明。

受热块35是用于传递热量的导热体。受热块35与光阀3的背面在热学意义上连接。并且，一根管12与受热块35的内部在热学意义上连接。根据以上所述的结构，1台冷却装置300还与多个视频显示装置100A各自具有的多个光阀3在热学意义上连接。

另外，一根管12与受热块35及热交换外壳30a、30b、30c在热学意义上连接。

在以上所述的结构的视频显示装置100A中，首先，经由管12从冷却装置300输送的冷却液体在受热块35的内部通过。由此，与连接受热块35的光阀3进行热交换，进行光阀3的冷却。

另外，与实施方式1相同地，冷却液体经由管12按照热交换外壳30a、30b、30c的顺序在热交换外壳30a、30b、30c的内部通过。由此，和与各个热交换外壳30a、30b、30c对应的半导体光源20进行热交换，进行半导体光源20（光源装置2）的冷却。然后，冷却液体再次返回冷却装置300。

如以上说明的那样，根据实施方式1的变形例1的结构，冷却装置300除了与多个半导体光源20（光源装置2）在热学意义上连接之外，还与多个光阀3在热学意义上连接，而且对多个光阀3进行冷却。因此，除了多个半导体光源20（光源装置2）之外，还能够同时冷却多个光阀3。并且，在实施方式1的变形例1中发挥与实施方式1相同的效果。即，能够降低多画面显示装置1000A的冷却用成本。

与过去在各个视频显示装置中具有半导体光源及光阀的冷却构造的结构相比，以上所述的实施方式1的变形例1的结构能够减少泵及冷却风扇的数量。其结果是，能够降低多画面显示装置1000A中的泵的故障概率。

并且，通过减少冷却风扇的数量，能够降低多画面显示装置1000A的噪声。

并且，在本实施方式1的变形例1中，采取从各个视频显示装置100A向位于外部的冷却装置300输送半导体光源20（光源装置2）及光阀3的排热的结构。根据这种结构，能够降低视频显示装置100A的发热量。其结果是，能够降低多画面显示装置1000A中的其它视频显示装置的温度上升。

（实施方式1的变形例2）

在实施方式1中使用1台冷却装置进行多画面显示装置的冷却。在本实施方式的变形例2中，说明使用多个冷却装置时的结构。本实施方式的变形例2的多画面显示装置是实施方式1的多画面显示装置1000。

图10是示意性地表示多个冷却装置300、300a被安装于多画面显示装置1000的状态的图。即，本实施方式的变形例2的多画面显示装置1000利用多个冷却装置。

多画面显示装置1000中的各个视频显示装置100的投影部11与冷却装置300的连接状态和图3相同，因而不重复详细说明。

在本实施方式中，在与冷却装置300连接的两个分支管13上还连接有冷却装置300a。即，各个冷却装置300、300a与多个视频显示装置100各自具有的多个半导体光源20（投影部11内的光源装置2）在热学意义上连接，而且对多个半导体光源20（光源装置2）进行冷却。冷却装置300a具有与冷却装置300相同的功能及结构。

以上所述的结构中的冷却装置的运转方法如下所述。在第一种运转方法中，通常，冷却装置300工作，进行对各个视频显示装置100的半导体光源20（投影部11内的光源装置2）的冷却。在冷却装置300发生故障的情况下，使冷却装置300a工作，使冷却装置300a进行用于冷却的动作。即，冷却装置300a被用作在冷却装置300的故障等时使用的备用装置。

第二种运转方法是定期地切换进行冷却的冷却装置进行运转的方法。当在运转中一台发生故障的情况下，仅利用没有故障的冷却装置进行冷却。

这样，通过具有多台冷却装置，即使是一个冷却装置故障时，也能够防止对多画面显示装置1000的冷却被停止的情况。

在本实施方式的变形例2中，采取针对4台视频显示装置使用2台冷却装置的结构，但不限于此，也可以使用3台以上的冷却装置。

如以上说明的那样，在实施方式的变形例2中，多个冷却装置分别与多个视频显示装置100各自具有的多个半导体光源20（光源装置2）在热学意义上连接。因此，即使是有一个冷却装置故障时，也能够防止对多画面显示装置1000的冷却被停止的情况。

另外，本实施方式的变形例2的结构也能够适用于实施方式1的变形例1的多画面显示装置1000A。即，在图8中，也可以是在与冷却装置300连接的两个分支管13上还连接冷却装置300a的结构。

另外，本发明能够在其发明范围内对实施方式、实施方式的变形例进行任意组合，并且能够对各个实施方式、实施方式的变形例适当进行变形、省略。

产业上的可利用性

本发明能够用作降低了冷却用成本的多画面显示装置。

Claims (2)

1.一种利用1台以上的冷却装置的多画面显示装置，其中，

所述多画面显示装置包括具有画面的多个视频显示装置，

所述多个视频显示装置由各自具有的所述画面构成多画面，

各个所述视频显示装置具有半导体光源，该半导体光源射出用于在所述多画面上显示视频的光，

所述1台以上的冷却装置中的1台冷却装置与所述多个视频显示装置各自具有的所述半导体光源在热学意义上连接，通过冷却液体对所述半导体光源进行冷却；

各个所述视频显示装置还具有对所述半导体光源射出的光的强度进行调制的光阀，

用于传递热量的导热体连接于光阀，

所述1台冷却装置还通过向与所述多个视频显示装置各自具有的所述光阀连接的所述导热体的内部输送所述冷却液体，对所述光阀进行冷却。

2.根据权利要求1所述的多画面显示装置，其中，

所述多画面显示装置采用多个所述冷却装置，

各个所述冷却装置与多个所述半导体光源在热学意义上连接，并对多个所述半导体光源进行冷却。