专利名称：灯具爆裂声减小结构和投影机的制作方法
技术领域：
本发明涉及使投影机的灯具光发射单元减小爆裂声(burst sound)的 结构以及具有该结构的投影机，所述投影机用灯具作为光源将图像投射到 屏幕上。
背景技术：
过去，这种投影机具有作为光源的灯具，并具有用这种灯具输出的白 光产生彩色图像的光学系统单元、向灯具等供电的电源箱、以及向光学系 统单元、灯具和电源箱输送空气以使它们冷却的冷却单元。投影机具有管 道，管道用作来自冷却单元的空气流的路径。灯具包括光发射单元、碗状凹面反射镜和透光板，所述凹面反射镜对 光发射单元发射的光进行反射，所述透光板覆盖凹面反射镜的开口，光发 射单元所发射的光从透光板输出。在凹面反射镜的开口边缘处，进气槽和排气槽设置在光发射单元两端 的相反位置处。流经管道的冷却空气从进气槽吸入，吸收光发射单元的热 量，并经过进气管道从排气槽排出外部。日本专利申请公开(KOKAI) No.2003-005292中公开了与上述投影机类似的投影机。 发明内容灯具的光发射单元不仅发射光，还发射大量的热。因此，在灯具开启 的情况下长期使用投影机会造成过热，有时会使光发射单元爆裂，造成爆 裂声经过进气槽和排气槽泄漏到该单元外部。这种爆裂声是包含高频成分 的高音调的声音，会使用户受惊、损伤他们的耳部，并使他们感到不舒 适。
考虑到上述问题，需要提供一种能够减小灯具爆裂声的结构以及具有 该结构的投影机，从而能将爆裂声充分降低，以减小用户的不舒适感。为了解决现有技术中存在的上述问题，根据本发明一种实施例的灯具 爆裂声减小结构在管道的中部位置具有放大部分，用于对灯具的光发射单 元进行冷却的冷却空气流经所述管道，放大部分具有比管道截面积更大的 截面积，所述灯具是投影机的光源。设置在管道中部位置的放大部分使灯 具的光发射单元爆裂时产生的爆裂声的频率、音色和声压水平减小。根据本发明一种实施例的投影机包括光学系统单元、作为光学系统单 元的光源的灯具、以及向灯具发送空气以进行冷却的冷却单元。另外，管 道的中部位置设有放大部分，对灯具的光发射单元进行冷却的冷却空气流 经所述管道，放大部分具有比管道截面积更大的截面积。这种结构提供了 一种投影机，降低了灯具的光发射单元爆裂时产生的爆裂声的频率、音色 和声压水平。
图1是本发明一种实施例中投影机内部结构的立体图。 图2是示出图l所示投影机构造的俯视图。 图3是图1所示灯具单元和管道的截面图。 图4是图1所示管道主要部分的立体图。图5是图4所示管道沿V-V线所取的立体图。图6是图5所示管道的俯视图。图7是示出爆裂声的频率减小效果的示意图。图8是示出带有放大部分和不带放大部分的情况下，爆裂声与频率之 间关系的示意图。图9是示出带有放大部分和不带放大部分的情况下，声压水平与频率 之间特性的曲线图。图IO是示出相对声压水平与倍频带中心频率之间特性的曲线图。 图11是示出本发明另一种实施例中投影机构造的示意图。
具体实施方式
下面将参考附图对本发明的实施例进行详细说明。图1是示出本发明一种实施例中投影机内部结构的立体图，图2是示 出该投影机构造的俯视图。参考图1和图2，投影机100具有壳体1，并在壳体1中具有产生彩色 图像的光学系统单元10;起到光学系统单元10的光源作用的灯具单元20;向灯具单元20等供电的电源箱40;向光学系统单元IO、灯具单元20 和电源箱40输送空气以使它们冷却的多叶片式风扇(sirocco fan) 31;将 热空气从光学系统单元10、灯具单元20和电源箱40排出的轴流式风扇 32、以及空气流动所经过的管道50。壳体1在其正面具有投影窗口 2用于投射彩色图像，并在投影窗口 2 的两侧设有排气槽3用于从灯具单元20等排出空气。投影窗口 2安装有投 影镜头11。光学系统单元10把从灯具单元20接收到的白光转换成彩色图像光， 并经过投影镜头11将放大的图像投射到安装于投影机前方的屏幕上。除 了投影镜头ll外，光学系统单元10还具有反射镜(未示出)。如图3所示，灯具单元20在中心具有光发射单元21，并包括对从光 发射单元21发射的光进行反射的凹面反射镜22以及覆盖了凹面反射镜22 开口的透光板23，光发射单元21所发射的光从透光板23输出。进气槽24形成于凹面反射镜22的开口边缘，排气槽25形成于与进气 槽24隔着光发射单元21相对的位置处，凹面反射镜22内侧的空气从排气 槽24排出。管道50由第一管道51和第二管道52组成，第一管道51连接 到排气槽25，从进气管道60吸入的冷却空气经过凹面反射镜22外侧从第 二管道52排出。当投影机100的开关打开时，多叶片式风扇31和轴流式风扇32开始 转动。这些风扇在起动时使来自管道60的空气从进气槽24吸入凹面反射 镜22内侧以冷却光发射单元21，并在此后经过排气槽25和第一管道51 排出外侧。吸入管道60的冷却空气也被输送到凹面反射镜22外侧以冷却 凹面反射镜22，并在此后从第二管道52排出外侧。
接下来将参考图4至图6对管道50进行说明。参考图4，管道50具有第一管道51和第二管道52，这些管道51、 52 的上半部分和下半部分组合成一个结构。图5示出了管道50的下半部 分，该部分与管道50的上半部分在图4所示的线V-V处分开。第一管道51的开口 51a面对凹面反射镜22内侧，灯具单元20的光发 射单元21设在该处，开口 51b面对设有轴流式风扇32的部分。在第一管 道51中，在开口 51a与开口 51b之间的预定位置处形成有扩大部分51c， 扩大部分51c的截面积大于第一管道51的截面积。扩大部分51c具有方形 截面并朝向第二管道52延伸。第二管道52的开口 52a面对凹面反射镜22 外侧的区域，开口 52b面对设有轴流式风扇32的部分。参考图6，设置在第一管道51中的放大部分51c阻挡了从灯具单元20 发射的反射光B的路径，防止了来自投影机IOO的光不期望的扩散，并使 用户可以在理想的环境中观看投影。如上所述，在本实施例中，第一管道51中形成有放大部分51c，放大 部分51c的截面积大于第一管道51的截面积，这个放大部分51c降低了灯 具单元20的光发射单元21所产生的爆裂声的频率、音色和声压。因此， 这种结构防止了用户受惊以及感受到对耳朵有害的令人不舒适的声音。高 音调的噪声变成了使用户感到不那么难受的低音调。图7是示出减小爆裂声频率的效果的原理示意图。艮P， Sl表示第一管道51的截面积，s2表示放大部分51c的截面积，L 表示放大部分51c的长度。用TL二L1一L2表示噪音减小量(其中，Ll为消音器入口处输入声音 的声压水平，L2为出口处透过声音的声压水平)。则满足下面给出的表达 式(1 )。
(参见Nakano Aritomo著"Practice in Noise Reduction"， THE NIKKAN KOGYO SHIMBUN, LTD.)。TL = 10 log (1 + 1/4 (m - 1/m) 2 sin2kL) dB (1)其中m二S2/Sl;扩张比率S1、 S2;截面积m2， k=27if/c， L;扩张部 分长度m。该消音器的声音减小频率由扩张部分的长度决定。图8是示出带有放大部分和不带放大部分的情况下，爆裂声与频率之
间关系的示意图。图9是示出带有放大部分和不带放大部分的情况下，声 压水平与频率之间特性的曲线图。图10是示出相对声压水平与倍频带(octave band)中心频率之间特性的曲线图。图8至图10表明，带有放大 部分的投影机能够降低频率和声压水平。尽管已经详细说明了本发明的实施例，但是应当明白，本发明不限于 该实施例。在不脱离由本发明的权利要求所描述的发明精神的情况下，可 以进行各种改变。例如，图11示出了另一种投影机200的构造，该投影机20具有本实 施例中的爆裂声减小结构。参考图11，投影机200具有外部机柜204，并 在该外部机柜204中包括了作为光源的封闭式灯具装置210以及光学系统 单元202。通过将封闭式灯具装置210输出的光照射到光学系统单元202 的光阀203上而获得的视频或图像被经过投影镜头201投射到屏幕上。外部机柜204还包括多叶片式风扇206、轴流式风扇205、电源电路 单元230、信号处理电路单元208和操作单元209，其中多叶片式风扇206 对灯具单元240和光学系统单元202进行冷却，灯具单元240和光学系统 单元202的热量经过轴流式风扇205排放，电源电路单元230向封闭式灯 具装置210等供电。光学系统202包括蝇眼透镜211、偏振态转换元件212、会聚透镜 213、分色镜214、全反射镜215、中继镜216、场镜217、三色光阀203、 棱镜219和投影镜头201，其中三色光阀203用液晶面板218作为显示元 件。在这种光学系统单元202中，从灯具单元240发射的未偏振白光首先 经过蝇眼透镜211和偏振态转换元件212转换成线偏振光，并由会聚透镜 213收集成没有亮度不均匀性的均匀白光。没有亮度不均匀性的白光经过 分色镜214输入三色光阀203 。此时，白光被作为色彩分离装置的分色镜214分成红色、绿色和蓝 色。红色经过中继镜216、全反射镜215、另一中继镜216、另一全反射镜 215由场镜217收集，并输入用于红色的光阀203。绿色经过另一分色镜214由场镜217收集，并输入用于绿色的光阀203。蓝色经由分色镜214和另一全反射镜215由另一场镜217收集，并输 入用于蓝色的光阀203。三种光阀203各自具有两个偏振片221， 一个在液晶面板218的输入 侧，另一个在液晶面板218的输出侧。每种色彩光的偏振方向由输入侧的 偏振片221对准，并被输入到液晶面板218。液晶面板218用对应于每种 色彩而施加的视频信号对每种色彩的光进行调制，三种经过调制的光穿过 偏振片221透射到输出侧并被起偏成图像以输入到棱镜219。这些色彩的 图像由棱镜219合并，合并的图像由投影镜头201投射到屏幕上作为全色 图像。多叶片式风扇206设在投影镜头201的两侧。多叶片式风扇206设有 面对投影镜头201的进气槽223和224，将空气经过薄管道225和226输 送到光学系统单元202的光阀203区域以冷却光阀。根据本发明实施例的灯具爆裂声减小结构和投影机使得灯具光发射单 元产生的爆裂声的频率、音色和声压降低，从而防止了用户受惊以及感受 到对耳朵不利的令人不舒适的声音。本领域技术人员应当明白，在权利要求或其等同形式的范围内，取决 于设计要求和其他因素，可以产生各种变更、组合、子组合和替换形式。 相关申请的交叉引用本申请包含2006年9月14日提交给日本特许厅的日本专利申请 JP2006-250147的主题，该申请的全部内容通过引用而结合于此。
权利要求
1. 一种灯具爆裂声减小结构，在管道的中部位置具有放大部分，用于 对灯具的光发射单元进行冷却的冷却空气流经所述管道，所述放大部分具 有比所述管道的截面积更大的截面积，所述灯具是投影机的光源。
2. 根据权利要求1所述的灯具爆裂声减小结构，其中 所述放大部分设在所述灯具的进气侧。
3. 根据权利要求2所述的灯具爆裂声减小结构，其中所述管道包括第一管道和第二管道，所述第一管道连接到所述灯具的 所述光发射单元，所述第二管道连接到凹面反射镜外侧，所述凹面反射镜 对从所述光发射单元发射的光进行反射。
4. 一种投影机，包括-光学系统单元；灯具，作为所述光学系统单元的光源；和冷却单元，向所述灯具发送空气用于冷却，其中管道的中部位置设有放大部分，用于对所述灯具的光发射单元进行冷 却的冷却空气流经所述管道，所述放大部分具有比所述管道的截面积更大 的截面积。
全文摘要
本发明公开了一种灯具爆裂声减小结构，该结构在管道的中部位置具有放大部分，用于对灯具的光发射单元进行冷却的冷却空气流经所述管道，放大部分具有比管道截面积更大的截面积，该灯具作为投影机的光源。
文档编号G03B21/16GK101144963SQ20071015217
公开日2008年3月19日 申请日期2007年9月14日 优先权日2006年9月14日
发明者大久保琢二, 樋口信明, 浅野善郎, 藤井宽昭 申请人:索尼株式会社