CN105339842A

CN105339842A - 投影型影像显示装置

Info

Publication number: CN105339842A
Application number: CN201380077790.7A
Authority: CN
Inventors: 平田浩二; 石津贵史; 川端崇嗣
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Ltd
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2013-06-28
Publication date: 2016-02-17
Anticipated expiration: 2033-06-28
Also published as: US9857669B2; JP6251895B2; WO2014207935A1; CN105339842B; US20160161834A1; JPWO2014207935A1

Abstract

本发明提供考虑到适于与便携终端一起使用的外形尺寸和重量的结构的投影型影像显示装置。该投影型影像显示装置形成能够以一侧面作为底面而直立配置的形状的箱体，该箱体由下侧壳体和上侧壳体构成，在上侧壳体安装反射镜，形成能够开放的镜罩，在下侧壳体，在其侧壁面设置有多个排出空气的排气口，且该投影型影像显示装置包括：用于对反射镜照射放大投影的影像光的光源；基于来自光源的光和来自外部的电信号处理放大投影的影像的影像处理部；和用于向光源和控制部供给电力的电源部，光学***在下侧壳体内，沿该装置的中心轴与该壳体的底面平行地配置，并且包括光源的影像处理部和电源部，在下侧壳体内，配置在以光学***为中心对称的位置。

Description

投影型影像显示装置

技术领域

本发明涉及投影型影像显示装置。

背景技术

投影型影像显示装置适用于大型的投影电视，并且例如像以下的专利文献1中已知的那样，作为输入来自外部的影像信号、将该影像放大而投影至面板或壁面等的装置被广泛使用。而且，近年来，期待作为不仅能够对来自PC(个人计算机)的影像信号进行显示，还能够将从iPhone、iPadmini等便携终端得到的影像等简单地投影至壁面或写字台的表面等的装置发挥作用。另外，关于为了实现该目的而包含反射镜(自由曲面镜)、自由曲面透镜的投影透镜***的详细内容，由以下的专利文献2可以得知。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-8044号公报

专利文献2：日本特开2012-215909号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，在上述投影型影像显示装置中，特别是在大型的投影电视中，必须将从该投影装置到影像所投影到的投影面的距离设定得比较大，外形尺寸也较大、重量也较重，此外，与PC连接而投影影像的投影仪也需考虑该PC的外形尺寸和重量地进行设计。因此，特别是与便携终端一同使用的考虑到外形尺寸和重量的实用的投影型影像显示装置还没有被提出。

于是，本发明鉴于上述现有技术的问题而提出，其目的在于提供特别适于与便携终端一同使用的、形成为考虑了外形尺寸和重量的结构的投影型影像显示装置。

用于解决课题的方法

为了达成上述目的，根据本发明，首先提供一种投影型影像显示装置，其形成能够以一侧面作为底面而直立配置的形状的箱体，该箱体由下侧壳体和上侧壳体构成，且在上述上侧壳体安装反射镜，形成能够开放的镜罩，在上述下侧壳体，在其侧壁面设置有多个排出空气的排气口，且该投影型影像显示装置包括：用于对上述反射镜照射放大投影的影像光的光源；基于来自上述光源的光和来自外部的电信号处理上述放大投影的影像的影像处理部；和用于向上述光源和上述控制部供给电力的电源部，该投影型影像显示装置中，上述光学***在上述下侧壳体内，沿该装置的中心轴与该壳体的底面平行地配置，并且包括上述光源的上述影像处理部和上述电源部，在上述下侧壳体内，配置在以上述光学***为中心对称的位置。

发明效果

根据本发明，能够提供形成为考虑到适于与便携终端一起使用的外形尺寸和重量的结构的、实用且功能优异的投影型影像显示装置。

附图说明

图1是表示投影型影像显示装置的外观正面的图。

图2是表示投影型影像显示装置的外观右侧面的图。

图3是表示投影型影像显示装置的外观左侧面的图。

图4是将投影型影像显示装置包含其内部结构地进行表示的透视图。

图5是表示投影型影像显示装置和其产生的影像光的扩展的外观图。

图6是表示投影型影像显示装置和其产生的影像光的扩展的外观图。

图7是用于表示投影型影像显示装置的箱体内部的详细构造的、去除上侧壳体的状态的顶视图。

图8是用于表示投影型影像显示装置的箱体内部的详细构造的、去除上侧壳体的状态的顶视图。

图9是用于表示投影型影像显示装置的箱体内部的冷却构造的图8的A-A’截面图。

图10是用于表示投影型影像显示装置的箱体内部的冷却构造的图8的B-B’截面图。

图11是表示投影型影像显示装置的外观的顶视图。

图12是表示投影型影像显示装置的外观的立体图。

图13是用于说明投影型影像显示装置的LED照明单元的冷却构造的局部放大图。

图14是表示投影型影像显示装置的光学***的一个例子的局部放大截面图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式的投影型影像显示装置进行详细说明。

首先，图1是表示投影型影像显示装置的外观的正面图，图中附图标记1表示该装置的下侧壳体，2表示其上侧壳体，3表示在上侧壳体的上表面形成的可开闭的镜罩，4表示在下侧壳体的侧面形成的、用于将在该装置的内部产生的热向外部排出的排气口(严格来说，在装置内设置有西罗科风扇和轴流风扇，对来自西罗科风扇的空气的排气口在附图标记之后添加标记“C”，对来自轴流风扇的空气的排气口在附图标记之后添加标记“A”)。此外，由下侧壳体1和上侧壳体2形成装置的具有大致平箱状的外形形状的箱体。这是因为，考虑到作为该装置的使用状态，在写字台或桌子的表面以立式状态使用时(影像被投影到写字台或桌子的表面时)，使得能够以其背面侧作为底面而直立。另外，也可以设置有能够相对于箱体装卸、或能够内置于箱体且能够从箱体取出的机座等的机构。

本发明者等，为了实现投影型影像显示装置的小型化而进行了各种研究，结果发现，特别是伴随发热的部件和其冷却构造的配置非常重要，即将该部品和其冷却构造以不会对光学***造成不良影响的方式进行配置是很重要的。以下说明基于该见解的投影型影像显示装置的详细情况。

<光学***>

图2是投影型影像显示装置的侧面图，在可开闭地安装于上侧壳体的上表面的镜罩3的内侧，安装有以凸形状形成为旋转非对称的反射镜(自由曲面镜)31，并且在形成于上侧壳体的正面大致中央部(参照图1)的凸状部的内部，配置有以下所述的透镜光学***102，形成有用于将投影光向外部导出的开口部(另外，图中，经由该开口部仅表示了透镜光学***102的一部分)。此外，图中的附图标记5表示的是，用于利用透镜调整机构改变透镜位置而调整投影影像的聚焦状态的、所谓的聚焦调整用环的一部分(从上侧壳体向外部伸出的上端部)。进而，图中的附图标记6表示的是，用于供给光源和控制装置等所需的电力(商用电力，工频电力)的、所谓的电源插口(电源inlet)，设置在下侧壳体1的侧面(设置有电源单元的一侧)。

图3表示投影型影像显示装置的与图2相反的一侧的侧面图，在下侧壳体1的侧面(设置有LED照明单元的一侧)，与排气口4一同，还设置有具有用于输入来自外部的装置(例如便携终端或PC等)的影像信号的各种端子的端子板7。此外，在该图的大致中央部表示的排气口4是用于排出来自西罗科风扇的空气的排气口，该西罗科风扇用于冷却在装置内部装载的电路特别是图像处理装置、LED驱动基板以及用于控制包含上述电路的装置整体的动作的控制部(例如由CPU构成)。

此处，图14是表示上述光学***的结构的一个例子的截面图。例如，将来自包括半导体激光器的光源的光，根据来自外部的影像信号(例如来自便携终端的影像信号)，例如由DLP(数字光处理)(注册商标)装置100等的、包括微镜或反射型液晶面板(LCOS(注册商标)：Liquidcrystalonsilicon，硅基液晶)的反射式、或包括液晶面板等的透过式的光调制装置100进行调制，由此得到的影像由TIP棱镜101合成，经由包括多个透镜的投影透镜***102投影到反射镜31，在其表面反射而放大投影。另外，上述包括多个透镜的投影透镜***102，包含为了修正伴随影像的放大投影而产生的各种变形例如由倾斜入射引起的变形或梯形变形等所需的、不是旋转对称的自由曲面形状的透镜等地、包括各种透镜而构成。此外，投影透镜***102可移动地装载在投影透镜基座103上，通过图中透镜调整机构104的移动，在图中的上下方向上使投影透镜的一部分透镜或透镜组移动，从而能够进行聚焦性能的调整。

此外，在该图中，由上述光学***放大而投影到反射镜31上(参照图中的虚线)、之后由其表面反射而例如在屏幕、壁面、写字台或桌子等的表面上投影的影像光的、上限光LU和下限光LD，由箭头表示。

本发明中，考虑到要与便携终端一起使用，将其外形尺寸和重量例如设定为纵向：192mm、横向：265mm、最小高度：26mm、其重量为1100g。基于该外形尺寸和重量，使用者能够将该投影型影像显示装置放在口袋或手提包或袋子中，与便携终端一起移动。

在本发明中，通过采用包括反射镜31和包含自由曲面透镜的投影透镜***102的光学***，能够满足对该投影型影像显示装置的上述要求和限制，特别是即使从该装置到影像投影面的距离较小也能够确保能够充分显示影像的投影性能。例如，在将该投影型影像显示装置以其前端部与投影影像的面抵接的状态配置而进行影像的投影时，能够得到30.5英寸×17.2英寸(对角35英寸的画面尺寸16:9)的画面。

此外，本发明中，为了使装置的高度尽可能地低，将包括反射镜31和投影透镜***102的光学***，在平面上(具体地说，是在设置于下侧壳体1的底部的投影透镜基座103上)，以与其表面平行的方式配置(例如为1.5度以下)。即，为了在规定的投影距离获得更大的投影影像，例如以使投影透镜***102相对于底面倾斜的状态(不与屏幕垂直而倾斜的状态)配置，另一方面，可以考虑使反射镜31处的影像光的扩散角度(例如图中的上限光LU和下限光LD所成的角度)较大，但在该情况下，投影透镜***102的倾斜配置导致装置的高度增大，对于本发明的获得小型且轻量的投影型影像显示装置的技术目的是不利的。

此外，本发明中，为了充分确保由反射镜31反射而投影的影像光的水平方向的扩展，如图4～图8以及图11和图12所示，在上侧壳体2的凸状部的一部分，以使得不会遮挡来自反射镜31的反射光特别是影像光扩展的两侧的下限光LD的方式，在设置于上侧壳体2的一部分的开口部的两侧形成所谓的缺口部21。另外，在该图中，上述用于冷却控制部的西罗科风扇，由附图标记41表示。此外，图中的附图标记32表示用于将反射镜31固定在规定的角度位置的镜固定用铰链，在下侧壳体1的西罗科风扇41的相反侧，配置有电源单元61，该电源单元61将进行该投影型影像显示装置的动作所需的电力经由电源插口6从工频交流电源输入，转换为所需的直流或交流的电力向各部分供给，进而，在其下部配置有轴流风扇42。此外，在图11和图12中，为了表示为了进行装置内部的冷却而从外部取入后排出的空气的流动，将其“吸气”和“排气”以虚线箭头表示，以下详细说明。

<内部构造>

接着，对投影型影像显示装置的内部构造，参照图7～图10以下进行详细说明。

图7和8均是用于表示投影型影像显示装置的内部构造的、去除上侧壳体2的状态的顶视图。在这些图中，包括反射镜31、投影透镜***102的光学***，沿着通过下侧壳体1即装置的外形的顶视图的中央的、投影光的中心部所行进的中心轴(与图中的面垂直的中心轴)，配置在装置的中央部。此外，以该投影透镜***102为中心，在其一侧(图的左侧)配置有电源单元61，在该电源单元61的一端侧，相邻地配置有多台(本例中是2台)轴流风扇42。以该投影透镜***102为中心，在其另一侧(图的右侧)配置有西罗科风扇41。

西罗科风扇41的箱体部的一部分与散热用翅片大致一体化，由LED照明单元71的绿色(G)光发光用的LED75G产生的热经由热管73G、红色(R)光发光用的LED75R产生的热经由热管73R、蓝色(B)光发光用的LED75B产生的热经由热管73B，传递至上记散热翅片，被由西罗科风扇41产生的冷却风冷却，从各自的排气口4C散热。

用于构成上述光源的LED照明单元71等沿着由西罗科风扇41产生的空气流而配置。换言之，这些结构要素，以投影透镜***102为中心，左右对称地配置。另外，图中的附图标记72表示DLP装置冷却用的散热器，附图标记4S表示在下侧壳体1的底面和侧面形成的吸气口。

进而，在这些图中表示了3根热管73，这些热管73分别将LED照明单元71的热传递至排气口的附近，由此能够高效地散热。更具体地说，LED照明单元71的绿色(G)光发光用的LED75G的热经由热管73G传递至排气口4C的附近，红色(R)光发光用的LED75R的热经由热管73R传递至排气口4C的附近，蓝色(B)光发光用的LED75B经由热管73B传递至排气口4C的附近，利用由西罗科风扇41产生的冷却风，经由散热翅片散热，从排气口4C向箱体外排出。

另外，参照图9～图13说明这些冷却构造的详细内容。图9是图8所示的投影型影像显示装置的关闭镜罩3的状态的沿A-A’线的截面图，图10是图8所示的投影型影像显示装置的打开镜罩3的状态的沿B-B’线的截面图。

首先，在图9中表示LED照明单元71的冷却构造，安装于其内部的西罗科风扇41，经由在下侧壳体1的底面形成的未图示的吸气口，从外部吸入空气，从在装置的正面(在该图中是右侧的侧面)形成的用于排出来自西罗科风扇的空气的排气口4C排出。

此时，如图7和8以及图13所示，来自LED照明单元71中的主要发热源即3个LED(半导体激光器)75R、75G、75B的热，由各个热管73R、73G、73B，传递至在下侧壳体1的正面和侧面形成的排气口4C(参照图7)的附近。具体来说，其一端以能够进行热传递的方式安装于LED的表面，另一端配置在排气口的附近。于是，将热传递至从外部吸入的空气(热交换)，由此高效地冷却3个LED75R、75G、75B。

即，上述冷却构造特别适合用于冷却LED照明单元71这样的产生的热在其一部分(即3个LED75R、75G、75B)中局部产生的部件。另外，更详细地说，从3个LED75R、75G、75B产生的发热量各自不同，因此对其使用的热管73R、73G、73B以接近排气口4C而配置的部位的数量(热交换量)各自不同的方式配置。此外，配置的热管73的个数也根据LED的发热量的大小适当设定，由此能够实现更高效的散热效果。

例如，来自G光发光用的LED75G的发热量最大(第一大)，因此热管73G在2个部位以与排气口4C接近的方式配置，而且位于空气流的上游侧。用于冷却发热量次大(第二大)的B光发光用的LED75B的热管73B与热管73G同样，在2个部位以与排气口4C接近的方式配置，但是位于空气流的下游侧。用于冷却发热量较小的R光发光用的LED75R的热管73R，以仅接近在下侧壳体1的侧面形成的排气口4C的方式配置，而且位于空气流的最下游侧。而且，来自G光发光用的LED75G的热管73G的发热量大于来自R光发光用的LED75R的发热量，因此G光发光用的LED75G的热管73G配置在更靠上游侧(即接近西罗科风扇的一侧)的位置。

即，根据上述冷却构造，能够将部件内的局部产生的热向装置的外部高效地散热。此外，为了使装置的高度尽可能地低，优选使用与作为冷却对象的LED照明单元71的厚度相比，其厚度更小的所谓薄型的西罗科风扇。特别是通过使西罗科风扇41的高度与径(直径)的比率为10:1以上，能够得到大风量，更优选为15:1以上，这样的话能够得到进一步的改善(风量增大)。

另一方，在图10中表示用于冷却作为其它发热源的电源单元61的冷却构造。即，在下侧壳体1的内部配置有电源单元61，与该单元邻接地(本例中在装置的背面侧即图中的左侧)配置有轴流风扇42。根据该冷却构造，来自外部的空气从在下侧壳体1的背面(图中的左侧面)形成的吸气口4S和未图示的形成于底面的吸气口被吸入，然后流过电源单元61的周围，由此得到来自电源单元61的热，之后从排气口4C向装置的外部排出。

另外，电源单元61与LED照明单元71不同，部件全体发热，因此采用上述冷却构造。此外，特别是考虑到在将投影型影像显示装置例如以在写字台或桌子的表面立起的状态使用时(影像投影于写字台和桌子的表面时)，在下侧壳体1的背面(图中的左侧面)形成的吸气口4S被堵塞，为了无论使用状态如何都能够确保外部吸气的充分的吸入，设置上述形成于底面的未图示的吸气口。

本发明中，为了实现更小型且投影性能优异的投影型影像显示装置，采用具有反射镜(自由曲面镜)和投影透镜***的光学***，将该光学***在由下侧壳体1和上侧壳体2形成的箱体的内部，沿通过其中央的中心轴配置，进而，将LED照明单元71和电源单元61以该光学***为中心，左右对称地配置，而且形成为各自独立地进行所需的冷却的构造。

此外，具有光源的影像处理部和电源部分别具有独立的冷却机构，该影像处理部所具有的冷却机构包括：比该影像处理部的厚度薄的西罗科风扇和热管，该影像处理部具有发光颜色不同的多个光源，热管优选在下侧壳体内，与该发光颜色不同的多个光源对应地在相对于排气口不同的位置分别配置。此外，优选将不同的多个光源分别由LED构成。此外，电源部所具有的冷却机构可以是轴流风扇。反射镜是在影像侧形成为凸面的镜且形状为自由曲面的镜，构成该光学***的透镜组优选包括自由曲面透镜，优选在上侧壳体的一部分，在由反射镜反射而放大投影的影像光的下限光所通过的、以该光学***为中心对称的位置，分别形成有缺口部。

根据该结构，伴随发热的部件和其冷却构造不会对光学***造成不良影响，能够成为适于装置小型化的构造。

附图标记说明

1……下侧壳体；

2……上侧壳体；

3……镜罩；

4A、4C、4S……排气口；

21……缺口部；

31……反射镜(自由曲面镜)；

41……西罗科风扇；

42……轴流风扇；

61……电源单元；

71……LED照明单元；

73R、73G、73B……热管；

75R、75G、75B……LED；

100……DLP(数字光处理)装置；

102……透镜光学***；

LD……下限光。

Claims

1.一种投影型影像显示装置，其特征在于：

形成能够以一侧面作为底面而直立配置的形状的箱体，该箱体由下侧壳体和上侧壳体构成，且在所述上侧壳体安装反射镜，形成能够开放的镜罩，在所述下侧壳体，在其侧壁面设置有多个排出空气的排气口，且该投影型影像显示装置包括：用于对所述反射镜照射放大投影的影像光的光源；基于来自所述光源的光和来自外部的电信号处理所述放大投影的影像的影像处理部；和用于向所述光源和所述控制部供给电力的电源部，其中

所述光学***在所述下侧壳体内，沿该装置的中心轴与该壳体的底面平行地配置，并且

包括所述光源的所述影像处理部和所述电源部，在所述下侧壳体内，配置在以所述光学***为中心对称的位置。

2.如权利要求1所述的投影型影像显示装置，其特征在于：

包括所述光源的所述影像处理部和所述电源部，分别具有独立的冷却机构。

3.如权利要求2所述的投影型影像显示装置，其特征在于：

包括所述光源的所述影像处理部所具有的冷却机构包括：比包括所述光源的所述影像处理部的厚度薄的西罗科风扇和热管。

4.如权利要求3所述的投影型影像显示装置，其特征在于：

所述西罗科风扇的高度与径(直径)的比率为10:1以上。

5.如权利要求3所述的投影型影像显示装置，其特征在于：

所述影像处理部包括发光颜色不同的多个光源，且所述热管在所述下侧壳体内，与该发光颜色不同的多个光源对应地分别配置于与所述排气口不同的位置。

6.如权利要求5所述的投影型影像显示装置，其特征在于：

所述不同的多个光源分别由LED构成。

7.如权利要求5所述的投影型影像显示装置，其特征在于：

作为所述不同的多个光源的LED的热管构成为，发热量越大，配置在由所述西罗科风扇形成的空气流的越靠上游侧的位置。

8.如权利要求6所述的投影型影像显示装置，其特征在于：

所述热管与该发光颜色不同的多个光源对应地配置有不同的数量。

9.如权利要求2所述的投影型影像显示装置，其特征在于：

所述电源部所具有的冷却机构包括轴流风扇。

10.如权利要求1所述的投影型影像显示装置，其特征在于：

所述反射镜为自由曲面镜，且构成所述光学***的透镜组包括自由曲面透镜。

11.如权利要求1所述的投影型影像显示装置，其特征在于：

在所述上侧壳体的一部分，在由所述反射镜反射而放大投影的影像光的下限光所通过的、以所述光学***为中心对称的位置，分别形成有缺口部。