噪音抑制器、電子設備和噪音抑制特性控制方法

2023-08-05 01:37:06

專利名稱：噪音抑制器、電子設備和噪音抑制特性控制方法
技術領域：
本發明涉及一種用在具有冷卻風扇和冷卻管道的設備中的噪音抑 制器，涉及一種設有噪音抑制器的電子設備，並涉及一種有效控制這 些裝置的噪音抑制特性的方法，並且更特別地涉及用於有效抑制在投 影顯示裝置如液晶投影器中使用的冷卻風扇的噪音的噪音抑制器及方 法。
背景技術：
將圖像顯示部件上產生的圖像放大並投射在屏幕上的投影顯示裝 置正變得被廣泛使用，不僅僅用在工作場所，還用在一般的住宅中。 在這種投影顯示裝置中，使用液晶面板作為圖像顯示部件的液晶投影 器將圖像顯示在屏幕上，如下文所述。從光源發出的白光被反射器反射，接著經過偏振轉換，並進一步 分成各個顏色R、 G和B。每個分離的顏色照射到相應的液晶面板上， 在該液晶面板中，每種顏色藉助相應液晶面板根據視頻信號經受光調 制。然後，經過光調製的每種顏色的光在合色稜鏡中被合成並通過用 於投影的光學系統投射到屏幕上。當使用TN(扭轉向列)液晶面板作為液晶面板時，該TN液晶面板 僅僅能夠處理特定的線性偏振光分量，從而每種顏色的光的偏振方向 在光入射側上的偏振膜(例如，P偏振膜)處在規定的偏振方向(P偏振) 上對準。接著，經過液晶面板光調製的光的P偏振分量由光發射側的
不同於光入射側的偏振膜的偏振膜(S偏振膜)切斷，從而僅僅提取出S 偏振分量。在上述結構的光調製模塊中，設置在液晶面板前和後的並與液晶 面板一起組成液晶單元的入射側偏振膜和出射側偏振膜僅僅通過一個 軸向方向的偏振光並阻擋其它偏振光。因此，該入射側薄板偏振器和 出射側薄板偏振器傾向於受到由於光吸收而引起的加熱。另外，在液晶面板的每個像素邊界處設置黑底，在該黑底中對透 射光的阻擋產生熱量，液晶面板將在工作期間產生的熱量添加到其上。有機材料經常用於液晶面板和薄板偏振器。當由紫外光(UV)照射 並長期工作暴露於高溫時，這些部件的性能遭受顯著的損壞，例如對 該面板對準層的損壞、以及偏振選擇特性的損失。因此，這些光調製 模塊要求熱對策例如強制空氣冷卻。圖l(a)示出了典型的液晶投影器la的外觀，圖l(b)示出了液晶投 影器la的內部構造。圖2給出了液晶投影器la的內部構造的例子的示 意圖。如圖2所示，用於實現強制空氣冷卻光調製模塊2a的第一多葉片 式風扇3和第一冷卻管道4和用於實現強制空氣冷卻燈泡5的第二多 葉片式風扇6和第二冷卻管道7安裝在液晶投影器la的外殼中。另外， 有時還設置排氣扇(未示出)用於將外殼內已經被加熱至高溫的空氣排 放到外部。除了這些部件，有時還根據需要設置用於冷卻電源單元9 的風扇。這裡，利用圖3和圖4解釋用來冷卻典型的液晶投影器的光調製 模塊的構造。在圖3(a)中，圖l(b)中的液晶投影器的光學引擎部件被分 離出來，圖3(b)示出了該光調製模塊2a的冷卻系統的分解視圖。
圖3(b)中的光調製模塊2a的冷卻模塊由第一多葉片式風扇3和第 一冷卻管道4組成，並且如圖4的截面圖所示，通過將冷卻空氣16從 第一多葉片式風扇3經由設置在第一冷卻管道4中的管道排氣口 12從 光調製模塊2a的下端穿過並通過每個R/B/G液晶單元(入射側薄板偏振 器13/液晶面板14/出射側薄板偏振器15)，從而實現強制空氣冷卻。最近幾年已經發現對於具有更加緊湊的尺寸和更高亮度的液晶投 影器的需求日益增加。燈輸出的增加和顯示裝置的小型化已經加速滿 足這些需求，結果，照射到圖像顯示部件(液晶單元)上的光的光通量強 度增加並且裝置的熱負荷不斷上升。
例如，在20001m等級的液晶投影器中，總發熱量在15W範圍內， 並且出射側薄板偏振器的熱通量為0.6W/cm、然而，在50001m等級中， 液晶單元的總發熱量上升至35W或更多，並且出射側薄板偏振器的熱 通量達到1.4W/cm2或更多。
當採用該強制空氣冷卻方法用於冷卻時，通過增加來自風扇的空 氣量以及增加熱源周圍的風速以提高熱傳遞效率並提高冷卻性能來處 理增加的熱負荷。
然而，嘗試通過提高風扇旋轉來增加空氣流導致工作噪音的增加。 為了解決該問題，通過利用低轉速的較大風扇或通過利用具有高消音 效果的通風管道，嘗試比較安靜的運轉。圖5(a)和5(b)示出了加襯管的耗散消音器的現有技術例子的結構 的透視圖和截面圖。該加襯管的耗散消音器17包括在一個縱向端設有 風扇18的通風管道19a、以及裝襯在通道內表面的多孔吸音材料20a 例如玻璃棉。經過通風管道19a傳播的聲音進入該介質(多孔吸音材料 20a)並由纖維材料中的空氣振動的粘性阻尼衰減並通過纖維移動從聲
能轉換為熱能。圖6示出了現有技術的消聲彎頭耗散消音器的例子。該消聲彎頭耗散消音器22包括在一端設有風扇18的彎曲管道23、以及裝襯在彎 曲管道23內側的多孔吸音材料20b。這種類型的消音器可獲得由於入 射波和反射波之間在彎曲管道23的彎曲部分的相位幹涉引起的聲音減 小效果以及由於用於散布在彎曲部分的聲音的多孔吸音材料引起的聲 音減小效果。JP-A-2001-68882公開了一種投影裝置，該投影裝置設有上述消聲 彎頭耗散消音器。更具體地，公開了一種投影器，它設有彎曲的進氣 和排氣管道，多孔吸音材料裝襯在這些管道的內表面上。圖7示出了現有技術的有源噪音控制(ANC)消音器的例子。該有 源消音器24包括檢測麥克風25、控制器26、放大器27、揚聲器28、 以及誤差麥克風29。檢測麥克風25根據通風管道19b中的噪音提供信號，控制器26 分析從檢測麥克風25提供的信號並產生與該信號相反相位的信號。放大器27放大由控制器26產生的信號，揚聲器28根據已經由放 大器27放大的信號產生聲波。誤差麥克風29檢驗管道中的噪音(聲波) 和揚聲器產生的聲音(聲波)是否相互抵消並反饋該結果至控制器26。如從前述解釋中將清楚可見，這種類型的噪音抑制器使用第二聲 源產生的聲波幹涉來抑制噪音。JP-A-06-282278公開了相同類型的噪音 抑制器的例子，即，消除在管道中產生的駐波的噪音的有源噪音抑制 器。另外，還揭露了幾個使用共振消音器的例子，其利用亥姆霍茲共 振器來抑制聲音。JP-A-2001-92468公開了一種聲絕緣壁以及設計聲絕緣壁的方法。在該聲絕緣壁中，聲絕緣壁主體由以一間隔相互面對的一對平面 主壁、連接這兩個主壁的外周並在這兩個主壁之間形成內部空間的副 壁、以及穿過這兩個主壁並在這兩個主壁之間形成大致均勻間隔開的 空氣通道的管組成。
連通孔設置在允許空氣通道與內部空間連通的這些管中。當設計 該聲絕緣壁時，該內部空間的容積和空氣通道的數量根據噪音的中心 頻率和聲速之間的關係式決定，以提高由連通孔和空氣通道的後部空間形成的亥姆霍茲共振器中的聲波衰減效果。
下列說明是關於亥姆霍茲共振器的聲波吸收作用和共振原理。圖 8為亥姆霍茲共振器的基本構造的示意圖。亥姆霍茲共振器30具有一結構，在該結構中，具有大容積VO的 空腔部分31設有小的頸部32。當頻率與該結構的空氣彈簧振動的共振 頻率匹配的聲音(噪音)穿過頸部32併到達空腔部分31時，發生共振現 象，由此頸部32的空氣猛烈振動，通過粘滯損失將一部分聲能轉換成 熱能並產生聲波吸收效果。作為利用上述亥姆霍茲共振原理的聲波吸收結構，如圖9中所示 的具有後空氣層的多孔板結構是已知的。在圖9所示的多孔板結構33中，具有大量通孔34的多孔板35固 定到間隔壁90，該間隔壁離開壁表面83—距離L"在該多孔板35和 壁表面83之間形成有空腔容積Vp並且該空腔容積V,與多孔板35中 的通孔34—起形成亥姆霍茲共振器。在該情況下，決定該多孔板結構 的聲波吸收特性的主要因素包括多孔板的規格(板厚、通孔直徑、以及 孔間距)以及使用條件(後空氣層的厚度和基礎條件)，並且該板的材料 對聲波吸收特性沒有任何影響。對於前述因素中的每個因素，多孔板35的規格和後空氣層的厚度 k與聲波吸收係數達到最大處的共振頻率有關，並且基材與該聲波吸收係數的大小有關。這裡描述的基材是應用於多孔板35的後部空間層 側的多孔材料(玻璃棉或氈)。如果該後部空間層的厚度不大於500mm，決定主要吸聲區域的共振頻率f;通過下列方程計算出其中fr為共振頻率(Hz)， c為空氣中的聲速(m/s)，P為開口面積比， t!為板厚(m)，山為通孔直徑(m)，並且L!為後空氣層的厚度(m)。作為將亥姆霍茲共振器用作消音器的另一例子，還已知一種結構， 在該結構中，如圖10所示，管道的一部分形成為雙層管道，內部通道 管37設有多個通孔39a，並與外部封閉管38 —起形成多孔管共振消音 器36。JP-A-2001-222065公開了一例子，該例子通過在通風管道中設置 上述多孔管共振消音器獲得聲音吸收效果。圖11示出了 JP-A-2001-222065中公開的用於冷卻投影器的液晶面板的管道中的共 振消音器的示意構造。如圖11所示，JP-A-2001-222065公開了由第一共振腔室41和通 孔3%組成的第一共振消音器43、以及由第二共振腔室42和通孔39c 組成的第二共振消音器44，這些消音器構造在液晶面板冷卻管道40的 進氣側和出氣側。在液晶面板冷卻管道40內部發生的冷卻風扇45的 工作噪音由共振消音器43和44的共振現象衰減以抑制聲波。另外，JP-A-2005-30308公開了一種方法，用於設置在進氣管道中 的亥姆霍茲共振器的聲波吸收頻率的可變控制。圖12(a)和12(b)示出了
在JP-A-2005-30308中公開的進氣管道中的共振噪音抑制器的示意構 造。如圖12(a)和12(b)中所示，JP-A-2005-30308公開了設置在經過作 為進氣/排氣通道的管道85的中間位置的支管86，從而提供至共振箱 87的連接，並且設置在該頸部中的機械地旋轉的扇形可移動板88允許 頸部的剖面的面積連續地改變、和控制用於獲得任何共振頻率。發明內容考慮到現有技術的前述和其它問題、缺點和缺陷，本發明的示範 性方面的目的是提供用於有效減少風扇噪音的結構緊湊且便宜的噪音 抑制器和設有該噪音抑制器的電子設備，並進一步提供一種方法，該 方法允許容易地調節噪音抑制特性。本發明可實現比現有技術的噪音抑制器安靜的操作，現有技術的 噪音抑制器通過使用以低旋轉速度運行的大風扇導致了風扇的安裝體 積增加並影響了裝置的小型化。例如，JP-A-2001-68882公開了一種噪音抑制器結構，在該結構中， 聲音吸收材料裝襯用於空氣通道的彎曲管道。然而，當通過使用由多 孔材料(例如玻璃棉)組成的聲音吸收材料裝襯管道內部嘗試聲音吸收 時，該聲音吸收材料的厚度必須做成至少10mm-30mm以獲得中音調到 高音調的聲音(lkHz-5kHz)的範圍的足夠的噪音抑制效果。因此，為管 道中的空氣的通道保留區域變得有問題，該問題在管道自身變大的一 些情況下發生。另外，在最近幾年，對投影器裝置的小型化需求反映 在高密度的封裝中，並且，如在圖l(b)所示的投影器的內部結構中可看 出，幾乎不存在多餘空間用於為進氣/排氣管提供額外空間。當聲音吸收材料施加到該進氣管的側壁上時，例如，在液晶單元 的冷卻中，已經經過進氣過濾器的空氣進入管道。在使用數年後，由 聚合物材料的退化而產生的纖維碎片產生如下問題，即液晶單元直接 暴露於粉塵，以及伴隨的圖像質量和裝置可靠性降低。
在JP-A-H06-282278中，公開了一種有源噪音抑制器，在該有源 噪音抑制器中，在排氣管中施加有源噪音控制系統以通過聲波幹涉削 減風扇噪音。該有源噪音抑制系統獲得250Hz或更小的低頻率聲波的 高衰減效果，但對於中至高音調聲音(lkHz-5kHz)的範圍內的噪音沒有 獲得足夠的噪音抑制效果。另外的問題包括揚聲器和麥克風使用環境 的嚴重約束(管道內的高溫、潮溼和腐蝕)以及系統自身的高成本。JP-A-2001-92468公開了 一種聲絕緣壁以及一種用於設計聲絕緣 壁的方法，該壁方法使用由通孔和空氣通道的後空氣空間形成的亥姆 霍茲共振器以增加噪音阻尼效果。該共振器聲音吸收結構自身在住宅 建設材料的噪音阻隔壁中已經被長期使用。這種類型的聲音吸收共振 器使用由空氣共振導致的能量轉換(從振動能到熱能的轉換)以衰減聲 音。因此，出現的問題是，雖然該聲音吸收共振器藉助於用於高音調 聲音區域內的噪音的緊湊尺寸能夠展現出相當高的聲音吸收效果，但 如果沒有提供大容積的空腔空間，它對於低音調聲音範圍中的噪音不 能獲得足夠的衰減效果。JP-A-2001-222065公開了一種結構，在該結構中，多孔管共振消 音器布置在液晶投影器的管道中冷卻風扇之前和之後。以這種方式通 過在通風管道的中間提供共振器用於減少工作噪音的結構廣泛使用在 例如汽車共振器中。在這種結構中，該共振器的頸部(噪音進入點)垂直 於來自聲源(冷卻風扇)的噪音行波，結果，將空氣振動(壓縮聲波)引入 該共振器的效率低下，並且不能獲得足夠的聲音吸收效果。因此，該 共振器尺寸必須增加以提高聲音吸收係數並確保所需噪音抑制性能， 但該解決方案必定帶來有關封裝體積的問題，妨礙實現更加緊湊的裝 置。另外，JP-A-2005-30308公開了一種方法，用於連續地改變頸部的 輪廓面積，以控制吸聲頻率，但這種情況具有如下缺陷用於旋轉該
扇形可移動板的機械結構是複雜的，導致體積和成本增加。另一方面，本發明的噪音抑制器可包括具有冷卻風扇和冷卻管道 的設備的噪音抑制器，並包括消音器和用於反射來自冷卻風扇的聲音 的反射板。該反射板可設置在冷卻管道中面對該冷卻風扇的進氣面的 位置上，並可形成為與該進氣面大致平行。此外，該消音器的吸聲部 分可設置在該反射板上，並且可設置該反射板和進氣面之間的距離d使得cKc/(2xf)，其中f為該消音器的吸聲頻率，並且c為聲速。因此，該結構的特徵在於在形成一模式的近場(例如，隨著離開聲 源的距離增加，聲能按指數規律衰減的區域)內設置冷卻風扇的進氣面 與消音器的聲音吸收面之間的距離，在該模式中，風扇噪音的輻射可 局限在聲源附近而不作為行波沿著聲音吸收面傳遞到自由場。接下來利用圖13詳細說明關於風扇進氣面和管道中消音器的聲音吸收面之間的距離的示例性條件。也如在Japan Society of Mechanical Engineers的Dynamics and Design Conference 2001的收集的論文的CD-ROM307(Tokyo，2001/8/6-9) 中Sone Akira等的參考文獻"Passive control of sound radiated by a reflection plate"中描述，當具有長度2b的次聲源(反射板)47設置成平 行於並面對具有長度2a的主聲源46且位於離開該主聲源46距離d的 位置上時，發射到主聲源和次聲源之間的開放空間中的聲音可在垂直 於壁的方向上產生一模式，但該模式可根據頻率在聲音作為行波沿著 壁傳播的模式和聲音不向遠處傳播並位於聲源附近的模式之間劃分。這兩個模式的後者可形成一近場，在該近場中，聲音隨著離開聲 源的距離增加而按指數規律衰減。如果d為從主聲源46到可以是次聲 源47的反射板的距離，則該頻率必須高於截止頻率(臨界頻 率)kxd二nxu(其中k是波數)，以便第n模式振動以波動方式傳播，並且
在kx(KTi， 11=0的範圍中，也就是僅僅在垂直於壁的方向上均勻分布的模式中發生波動。在其它模式中，駐波可在聲源附近形成而不移動，並且不發生能 量傳遞。換句話說，由於這靠近聲源表面是封閉的聲場，因此，與質 點速度具有相同相位的聲源表面的聲壓分量減少並且可減少輻射的能因此，如果在從o至n的範圍內調節目標頻率(噪音抑制頻率)下的kxd值，可在該目標頻率附近獲得輻射的噪音的抑制效果。 該波數為其中k為波數，c為聲速(m/s)，人為聲波長(m)， f為聲音頻率(Hz)。 結果，當該目標頻率為f時，獲得上述輻射的聲音的抑制效果的條件 (kxcK兀)可寫成下列方程其中d為距離(m)。也就是說，當期望降低的風扇噪音的頻率為目標頻率(f)時，通過 設置管道中的消音器的吸聲頻率為f，將風扇進氣面和管道中的消音器 的聲音吸收面(反射板)設置為大致平行，並將這些部件之間的距離d(m) 設置為滿足方程(3)，可同時獲得輻射的風扇噪音的抑制效果。該消音器可位於冷卻管道中，該消音器可由反射板、壁材料、以 及反射板和壁材料封閉的空氣腔室形成， 一部分壁材料也可用作冷卻 管道的壁，並且該吸聲部分可以是多個吸聲部分。另一方面，形成在冷卻管道中的消音器可以通過在反射板上提供
至少一個通孔以構造亥姆霍茲共振器而形成，該反射板可設置為大致 平行於冷卻風扇的進氣面並位於離開冷卻風扇的進氣面上述距離d的 位置，以在反射板和壁材料之間形成一空氣腔室。通孔可設置在反射板中，該通孔可設置為多個通孔，該通孔的孔 直徑可在反射板的厚度方向上變化，並且多個通孔可由具有不同孔直 徑的兩種或更多種通孔組成。在該情況中，可實現一結構，在該結構中，亥姆霍茲共振器的吸 聲部分(例如，通孔)可定位在反射板中，該反射板可平行於冷卻風扇的 進氣面，並且輻射的聲音(風扇噪音)的入射可大致垂直於吸聲部分(通 孔)的開口，從而聲波引入的效率可以是高的，並可獲得大的共振聲音 吸收效果。此外，在這種結構的情況中，吸聲作用可發生在極其靠近聲源(風 扇進氣部分)的位置，從而該聲音減少效果可以是全方位的，並且可有 效地減小工作噪音的"總值"。另一方面，當該反射板完全覆蓋該進氣面時，可阻礙該風扇的進 氣操作並且不能獲得必要的通風能力，結果，風扇進氣面和反射板之 間的距離d可以是(Kd。通常，當該距離d變得過度地小時，發生一些 問題，例如由葉片進氣流的風漂移導致的氣體動力噪音的增加，由於 系統阻抗的增加而導致的風扇工作變差從而引起氣流減少，和冷卻能 力的損失。響應該問題，在例如多葉片式風扇的情況下，距離d可優選地保持為設置在進氣面中的開口的直徑的至少一半，。作為選擇，可構造板型吸聲器代替亥姆霍茲共振器，作為形成在 冷卻管道中的消音器。
可在該反射板中設置面板振動部分，可設置多個面板振動部分， 並且該多個面板振動部分可由具有不同面板固有頻率的兩種或更多種 面板振動部分組成。如圖14中所示，面板吸聲器在後空氣層48a和固定板49之間形 成振動單元，當從外部入射的聲音(噪音)的頻率與該振動單元的固有頻 率匹配時，固定板49可共振並通過內摩擦削弱聲能以獲得吸聲作用， 此時的共振頻率由下列方程給出其中&為共振頻率(1^)， m,為面板的面密度(kg/m2)， k為後空氣 層的厚度(cm)， K,為面板的剛度(kg/m2 s2)。因此，如果通過在可設置成大致平行於冷卻風扇的進氣面並離開 冷卻風扇的進氣面上述距離d的反射板中設置至少一個薄的區域構造 面板吸聲器，從而形成面板振動面(圖14的情況中的固定板49)並在壁 材料和反射板之間形成空氣層，則可以獲得類似於上述亥姆霍茲共振 器的效果的高噪音抑制效果。作為選擇，作為形成在冷卻管道內部的消音器，薄膜吸聲器可構 造為替代上述兩種消音器的消音器。可形成薄膜振動部分，在該薄膜振動部分中，反射板具有通孔， 薄片材料可施加到該反射板並且可覆蓋該通孔，可設置多個薄膜振動 部分，並且多個薄膜振動部分可由兩種或更多種具有不同薄膜固有頻 率的薄膜振動部分組成。如圖15所示，當從薄膜材料50例如聚乙烯薄片和後空氣層48b 形成振動系統時，薄膜吸聲器可展現出將共振頻率作為中心的峰形吸
聲特性。該共振頻率可以由薄膜質量、當伸展該薄膜時的張力、以及 該後空氣層決定。實際上，當施加張力時預測該共振頻率被認為是有 問題的，但當展開該薄膜幾乎沒有張力施加時該共振頻率可由下列方 程給出其中f2為共振頻率(Hz)， m2為該薄膜的面密度(kg/m2)， L4為該後 空氣層的厚度(cm)。上述面板吸聲器和薄膜吸聲器之間的區別在於該薄膜的剛度可忽略。換句話說，方程(5)通過將方程(4)的&設為"0"得出。另外，該吸聲器可以是面板振動部分和設置在反射板中的通孔， 具有通孔的共振吸聲器的共振頻率可不同於面板振動部分的面板固有 頻率，該吸聲器可以是薄膜振動部分和設置在反射板中的通孔，具有 通孔的共振吸聲器的共振頻率可不同於薄膜振動部分的薄膜固有頻 率，該吸聲器可以是面板振動部分和薄膜振動部分，該消音器可以是 具有多個不同共振頻率的共振吸聲器，該面板振動部分的面板固有頻 率可不同於該薄膜振動部分的薄膜固有頻率。該反射板可以是允許從壁材料移除的結構，至少一部分壁材料可 以是允許移除的結構，並且該消音器可以是允許從冷卻管道移除的結 構。本發明的電子設備特徵在於設有上述噪音抑制器的任何一個。該 電子設備可以是投影顯示裝置。本發明的噪音抑制特性調節方法的特徵在於，通過阻擋共振吸聲
器中的多個通孔中的至少一個，調節該共振吸聲器的共振頻率，在該 共振吸聲器中，多個通孔可設置在反射板中。該方法的其它特徵在於， 通過在可構造成允許將反射板安裝到壁材料和從壁材料拆除反射板的 噪音抑制器中在反射板上堆疊具有與該反射板相同的通孔特性的另一 反射板，調節共振吸聲器的共振頻率。通過將反射板布置在大致平行於冷卻管道內部的風扇進氣面的位 置反射板並在可形成近場的區域中指定該風扇進氣面和反射板之間的 距離，本發明的噪音抑制器可獲得風扇噪音輻射的抑制效果，在近場 中，風扇噪音的輻射能僅僅位於聲源附近，並可提高風扇噪音引入到 消音器的效率，以通過形成消音器使得聲音吸收係數能提高，該消音 器由亥姆霍茲共振器、面板聲音吸收器、或來自反射板的薄膜聲音吸 收器和空氣腔室組成，該空氣腔室可形成在反射板的相對側並將該吸 聲器部分設置在該反射板上。因此，本發明可具有以下效果使得聲 音吸收管道可具有高噪音抑制效果並且可以是緊湊且便宜的。本發明的噪音抑制器具有以下的另外效果通過允許交換反射板 或形成在冷卻管道內部的消音器的壁部分或通過使用密封銷或屏蔽 板，能夠自由改變吸聲頻率。此外，通過採取一種結構，在該結構中，空氣腔室的腔容積可以 是多層結構，並且通過在反射板上提供可基於不同原理的具有聲音吸 收面的吸聲部分，本發明的噪音抑制器可具有以下效果設置每個吸 聲頻率相互鄰接以在較寬的帶寬上實現聲音吸收效果，此外，同時允 許噪音抑制性能的改進和更大的性能設計自由度。


從下面的結合附圖的描述，本發明的上述和其它目的、特徵和優 點將變得明顯，這些附圖示出了本發明的實施例。圖l(a)和l(b)為現有技術的液晶投影器的示意性透視圖，圖l(a)示出了組裝狀態，圖l(b)示出了蓋子移除後的內部情況； 圖2為現有技術的液晶投影器的內部的示意框圖； 圖3(a)和3(b)為示出現有技術的液晶投影器的液晶面板冷卻模塊的構造的示意性透視圖，圖3(a)示出了總體結構，圖3(b)示出了光學調製模塊的冷卻系統的分解透視圖；圖4為用於說明現有技術的液晶投影器的液晶面板冷卻模塊的強制空氣冷卻的操作的示意性截面圖；圖5(a)和5(b)為示出現有技術的典型的加襯管的耗散消音器的構造的示意圖，圖5(a)示出了透視圖，圖5(b)示出了截面圖；圖6(a)和6(b)為示出現有技術的典型的消聲彎頭耗散消音器的構造的示意圖，圖6(a)示出了透視圖，圖6(b)示出了截面圖；圖7為用於說明現有技術的有源噪音控制消音器的結構和作用的示意性部分剖視側視圖；圖8為示出亥姆霍茲共振器的基本構造的示意性截面圖；圖9為示出利用亥姆霍茲共振器原理的多孔面板吸聲器的基本構造的示意圖；圖IO為示出現有技術的多孔管共振消音器的構造的示意圖；圖11為JP-A-2001-222065中公開的噪音抑制器的液晶投影器的示 意構造的示意性截面圖；圖12(a)和12(b)為JP-A-2005-30308中公開的噪音抑制器的示意 圖，圖12(a)示出了部分透視圖，圖12(b)示出了側視剖視圖；圖13為用來說明有關由反射板輻射的聲音的無源控制的原理的 示意圖；圖14為示出典型的面板吸聲器的基本構造的示意圖； 圖15為示出典型的薄膜吸聲器的基本構造的示意圖； 圖16(a)、 16(b)和16(c)為本發明第一實施例的噪音抑制器的示意 圖，圖16(a)示出了從安裝有本發明的噪音抑制器的電子設備(液晶投影 器)移除蓋子後的狀態的示意性透視圖，圖16(b)示出了僅僅噪音抑制器 (冷卻管道)的一部分已從安裝有本發明的噪音抑制器的電子設備(液晶 投影器)移除的狀態的分解透視圖，圖16(c)示出了從本發明的噪音抑制
器(冷卻管道)的冷卻風扇側看的後視圖；圖17為用於說明本發明的噪音抑制器的第一實施例中的冷卻管 道部分的構造的分解透視圖；圖18為用於說明本發明的噪音抑制器的第一實施例中的冷卻管 道的內部構造和通風操作的示意性截面圖；圖19為用於說明本發明的噪音抑制器的第一實施例中的冷卻管 道的內部的聲音吸收操作的截面圖；圖20(a)和20(b)為本發明的第二實施例的噪音抑制器的示意圖， 圖20(a)示出了說明該冷卻管道的構造的示意性透視圖，圖20(b)示出了 說明該冷卻管道中的吸聲器的構造的示意性截面圖；圖21為用於說明本發明的噪音抑制器的第二實施例中的冷卻管 道中的聲音吸收操作的示意性截面圖；圖22(a)-22(d)為本發明的第三實施例的噪音抑制器的示意圖，圖 22(a)示出了用於說明該冷卻管道構造的示意性透視圖，圖22(b)和圖 22(c)示出了用於說明在該冷卻管道中形成吸聲器的L型附加壁材料的 構造的示意性透視圖，圖22(d)示出了用於說明該冷卻管道中的吸聲器 的構造的示意性截面圖；圖23為用於說明本發明的噪音抑制器的第三實施例的冷卻管道 中的聲音吸收操作的示意性截面圖；圖24為示出冷卻管道的一部分的構造的分解透視圖，用於說明調 節本發明的噪音抑制器的吸聲頻率的第一方法；圖25為示出冷卻管道的一部分的構造的示意圖，用於說明調節本 發明的噪音抑制器的吸聲頻率的第二方法，圖25(a)示出了該冷卻管道 的一部分的透視圖，圖25(b)示出了圖25(a)的截面圖，圖25(c)示出了 用於說明管道外殼交換的透視圖，圖25(d)示出了在管道外殼交換後冷 卻管道的一部分的透視圖，圖25(e)示出了圖25(d)的截面圖；圖26(a)-26(c)為示出冷卻管道部分的構造的示意圖，用於說明調 節本發明的噪音抑制器的吸聲頻率的第二方法的應用的例子，圖26(a) 示出了該冷卻管道部分的透視圖，圖26(b)示出了消音器已從該冷卻管 道移除的狀態的透視圖，圖26(c)示出了消音器的後視透視圖； 圖27(a)和27(b)為示出冷卻管道部分的構造的示意圖，用於說明 調節本發明的噪音抑制器的吸聲頻率的第三方法，圖27(a)示出了該冷 卻管道部分的透視圖，圖27(b)示出了圖27(a)的截面圖；圖28(a)和28(b)為示出冷卻管道部分的構造的示意圖，用於說明 調節本發明的噪音抑制器的吸聲頻率的第四方法，圖28(a)示出了該冷 卻管道部分的透視圖，圖28(b)示出了圖28(a)的截面圖；圖29(a)和29(b)示出了冷卻管道部分的構造的示意圖，用於說明 調節本發明的噪音抑制器的吸聲頻率的第五方法，圖29(a)示出了該冷 卻管道部分的透視圖，圖29(b)示出了圖29(a)的截面圖；圖30(a)-30(c)是示出了冷卻管道部分的構造的示意圖，用於說明 加寬本發明的噪音抑制器的吸聲頻率的帶寬的第一方法，圖30(a)示出 了該冷卻管道部分的透視圖，圖30(b)示出了圖30(a)的截面圖，圖30(c) 示出了部分分解頂視圖；圖31(a)-31(d)為示出冷卻管道部分的構造的示意圖，用於說明加 寬本發明的噪音抑制器的吸聲頻率的帶寬的第二方法，圖31(a)示出了 該冷卻管道部分的透視圖，圖31(b)示出了該反射板的透視圖，圖31(c) 示出了該反射板的頂視圖，圖31(d)示出了圖31(c)的B-B剖面的剖視 圖；圖32(a)和32(b)為示出聲音吸收板的形狀的示意圖，用於說明加 寬本發明的噪音抑制器的吸聲頻率的帶寬的第三方法，圖32(a)示出了 透視圖，圖32(b)示出了頂視圖；圖33(a)-33(c)為示出聲音吸收板的形狀的示意圖，用於說明加寬 本發明的噪音抑制器的吸聲頻率的帶寬的第四方法，圖33(a)示出了透 視圖，圖33(b)示出了頂視圖，圖33(c)示出了截面圖；圖34(a)-34(c)為示出冷卻管道部分的構造的示意圖，用於說明加 寬本發明的噪音抑制器的吸聲頻率的帶寬的第五方法，圖34(a)示出了 從上面看的該反射板的透視圖，圖34(b)示出了從下面看的該反射板的 透視圖，圖34(c)示出了該反射板的頂視圖；圖35(a)-35(c)為示出冷卻管道部分的構造的示意圖，用於說明加 寬本發明噪音抑制器的吸聲頻率的帶寬的第六方法，圖35(a)示出了透
視圖，圖35(b)示出了頂視圖，圖35(c)示出了截面圖；圖36(a)-36(d)為示出冷卻管道部分的構造的示意圖，用於說明加 寬本發明噪音抑制器的吸聲頻率的帶寬的第七方法，圖36(a)示出了從 上面看的該反射板的透視圖，圖36(b)示出了從下面看的該反射板的透 視圖，圖36(c)示出了該反射板的頂視圖，圖36(d)示出了截面圖；以及 圖37(a)-37(d)為示出冷卻管道部分的構造的示意圖，用於說明加 寬本發明噪音抑制器的吸聲頻率的帶寬的第八方法，圖37(a)示出了從 上面看的該反射板的透視圖，圖37(b)示出了從下面看的該反射板的透 視圖，圖37(c)示出了該反射板的頂視圖，圖37(d)示出了截面圖。
具體實施方式
再次參考這些附圖並且特別參考圖16(a)-37(d)，現在將說明本發 明的噪音抑制器的示範性實施例。圖16(a)-16(c)為本發明第一實施例的噪音抑制器的示意圖，圖16(a) 示出了可安裝本發明的噪音抑制器的電子設備(液晶投影器)的示意性 透視圖，該電子設備的蓋子被移除，圖16(b)為從安裝有本發明的噪音 抑制器的電子設備(液晶投影器)僅僅移除噪音抑制器部分(冷卻管道)的 分解透視圖，並且圖16(c)為從冷卻風扇側看的本發明的噪音抑制器(冷 卻管道)的後視圖。圖17為用於說明本發明的噪音抑制器的第一實施例中的冷卻管 道部分的構造的分解透視圖。圖18為用於說明本發明的噪音抑制器的第一實施例中的冷卻管 道的內部構造和通風操作的示意性截面圖。圖19為用於說明本發明的噪音抑制器的第一實施例中的冷卻管 道中聲音吸收操作的示意性截面圖。
本發明的噪音抑制器可被包括在例如液晶投影器的電子設備中， 但本發明不限於該形式。本發明可廣泛應用到，例如，具有帶吹風機 的冷卻機構的設備或裝置。電子設備51的噪音抑制器52a可由液晶面板的冷卻管道53a和設 置在該冷卻管道內部的消音器54a組成。這裡，消音器54a包括反射板 57a，該反射板位於大致平行於並面對冷卻風扇55的進氣面56的位置 上，如從冷卻風扇55看去，該反射板57a與壁部分58a—起在反射板 57a的後表面上形成空氣腔室59a，並且通過提供(例如，同時提供)與 反射板57a後面的空氣腔室59連接的多個通孔60a將反射板57a用作 吸聲部分，可形成亥姆霍茲共振器。在該情況中，設置在消音器54a中的通孔的數量N和通孔的直徑 Dl以及後空氣腔室59a的容積V^(或後空氣層的厚度)可根據待吸收的 冷卻風扇噪音頻率(Q通過亥姆霍茲共振器頻率的方程(1)來確定。如圖17中所示，本實施例可以是如下結構將L型板61a連接到 冷卻管道53a可允許(例如，可同時允許)布置設有通孔60a的反射板 57a，該反射板57a可以是吸聲部分，大致平行於該冷卻風扇的進氣面 56，並在其後面形成空氣腔室59a。可主要使用多葉片式風扇作為冷卻風扇55，並且如圖18中所示， 該冷卻風扇55可從消音器54a的反射板57a側將外部空氣吸入，將該 空氣導向用作空氣通道的冷卻管道53a的內部，並將該空氣從每個管道 開口 62排出以實現強制空氣冷卻每個R/G/B液晶單元(未示出)。接下來利用圖19說明本實施例的噪音抑制器的聲音吸收操作。在 該冷卻管道中，可布置成大致平行於冷卻風扇55的風扇進氣面56的 反射板57a可形成近場(NF)，在該近場中，從該進氣面的距離Lel(=d) 滿足方程(3)的噪音頻率(Q的帶寬的風扇工作噪音的輻射能僅僅變成沿
垂直方向局限在聲源(冷卻風扇進氣面)附近的模式63而不作為行波沿 著反射板57a傳播到該冷卻管道外部。在該情況中，從該近場向自由場輻射的聲音可按指數規律衰減並 因此被抑制。同時，位於冷卻風扇進氣面56和消音器54a的反射板57a 之間的沿垂直方向(與進氣面)的模式63的駐波可被有效地導向可設置 在反射板57a上的亥姆霍茲共振器的共振吸聲器7S(通孔60a)，從而該 共振頻率(Q的聲能可遭受粘性阻尼以實現聲音吸收效果。在該結構的噪音抑制器52a中，不僅僅可有效減小朝向管道外部 輻射的聲音，而且也可以以接近垂直入射的形式實現將聲波引到消音 器54a。因此，引入效率可設置得更高，並且即使從具有小的空腔容積 的緊湊消音器也可獲得較大的聲音吸收效果。另外，該聲音吸收操作可在非常靠近聲源(例如，冷卻風扇進氣面) 的位置實現，從而可獲得在所有方向上都可以有明顯的聲音吸收效果 的不定向噪音抑制效果，因此可有效地減小電子設備的工作噪音的"總 值"。下面參照

本發明噪音抑制器的第二實施例。圖20(a)和 20(b)為本發明的第二實施例的噪音抑制器的示意圖，圖20(a)為說明該 冷卻管道構造的示意性透視圖，圖20(b)為說明該冷卻管道中消音器構 造的示意性截面圖。此外，圖21為用於說明本發明的噪音抑制器的第 二實施例的冷卻管道中的聲音吸收操作的示意性截面圖。本實施例的噪音抑制器52b具有一結構，在該結構中，在第一實 施例中設置在冷卻管道53a中的消音器54a可由替代亥姆霍茲共振器的 面板吸聲器組成。換句話說，噪音抑制器52b包括位於面對並大致平 行於冷卻風扇55的風扇進氣面56的位置的反射板57b，如從冷卻風扇 55看，該反射板57b與壁部分58b —起在反射板57b後形成空氣腔室59b。同時，在反射板57b中提供薄區域(面板振動部分)64a形成面板吸 聲器，該面板吸聲器將反射板57b的薄區域64a作為其振動面(吸聲器)。在該情況中，設置在反射板57b中的薄區域(面板振動部分)64a的 厚度tc2和面積Sl可決定該面板的剛性。面板的剛性、空氣腔室5% 的容積(Vw或該後空氣空間的厚度)、以及反射板57b的面密度一起 可決定面板振動的吸聲頻率，該吸聲頻率可由方程(2)決定。目卩，可確 定面板厚度、薄區域(面板振動部分)64a的面積、以及後空氣腔室5% 的厚度以匹配將被減少的風扇噪音的頻率。接下來將利用圖21說明第二實施例的噪音抑制器的聲音吸收操 作。在第二實施例的噪音抑制器中，如第一實施例中的一樣，近場(NF) 可形成在可設置成大致平行並離開一距離Le2的冷卻風扇55的風扇進 氣面56和反射板57b之間，從而可抑制輻射的噪音進入該自由場。同 時，當薄區域(面板振動部分)64a接收到沿垂直於風扇進氣面56的方向 位於設置在反射板57b中的薄區域64a(面板振動部分)處的模式波時， 在該系統的特性值處會發生面板振動共振，且聲能可通過空氣粘性而 衰減。同樣在該情況中，由於如第一實施例中的相同的理由，可通過 緊湊的噪音抑制結構獲得足夠程度的聲音吸收效果。接下來參照

本發明的噪音抑制器的第三實施例。圖22(a)-22(d)為本發明的第三實施例的噪音抑制器的示意圖，圖 22(a)為用於說明該冷卻管道構造的示意性透視圖，圖22(b)和圖22(c) 為用於說明該冷卻管道中形成吸聲器的L型附加壁部分的構造的示意 性透視圖，圖22(d)為用於說明該冷卻管道中的吸聲器的構造的示意性 截面圖。另外，圖23為用於說明本發明的噪音抑制器的第三實施例的 冷卻管道中的聲音吸收操作的示意性截面圖。本實施例的噪音抑制器52c可具有一結構，在該結構中，設置在
第一實施例的冷卻管道中的消音器54a可以是薄膜吸聲器而不是亥姆 霍茲共振器。換句話說，反射板57c可設置在大致平行於並面對冷卻風扇55的 風扇進氣面56的位置上，並且反射板57c與壁部分58c —起形成空氣 腔室59c，從冷卻風扇55看時，該空氣腔室可以在反射板的後面。同 時，在反射板57c中設置通孔60b，此外，可施加薄片材料65a以覆蓋 通孔60b，從而形成薄膜吸聲器，該薄膜吸聲器在反射板57c中具有薄 膜振動部分66a(吸聲部分)。在該情況中，設置在反射板57c上的薄片材料65a的面密度和後 空氣腔室的容積(V。)決定該薄膜振動的吸聲頻率，並且可由通孔直徑 D2和通孔數量構成的薄膜振動面積與後空氣層的厚度一起可決定該聲 音吸收係數大小。雖然薄膜厚度te3與張力一起可決定薄膜剛度並可以 是影響共振頻率(薄膜固有頻率)的參數，由於預測困難，通過實際測量 如來自方程(5)的發散值以獲得該值是更加現實的。接下來將利用圖23說明第三實施例的噪音抑制器的聲音吸收操 作。在本實施例中，與第一實施例中一樣，近場(NF)可形成在可設置成 大致平行並相隔一距離L。3的冷卻風扇55的風扇進氣面56和反射板 57c之間，從而可抑制輻射的聲音進入自由場。同時，當沿著垂直於風 扇進氣面56的方向定位的模式波在設置在反射板上的薄膜振動部分 66a處被接收時，薄膜振動共振可以以該系統的固有頻率發生，從而聲 能可由粘性阻尼80衰減，該粘性阻尼可由空氣粘性引起。同樣在該情 況中，由於如第一實施例中的相同的原因，可藉助緊湊的噪音抑制結 構獲得足夠大小的聲音吸收效果。接下來參照

用於有效控制本發明的噪音抑制器的吸聲特 性的方法的細節。
首先說明調節設置在冷卻管道中的消音器的吸聲頻率的方法。當 已經提供的噪音抑制器的吸聲頻率由於例如冷卻風扇規格的改變而從 正在使用的冷卻裝置的目標噪音(將要被削弱的噪音的頻率)分離時，提 供這些方法作為用於方便調節的手段。圖24為示出冷卻管道部分的構造的分解透視圖，用於說明調節本 發明的噪音抑制器的吸聲頻率的第一方法。在第一吸聲頻率調節方法 中，在本發明的噪音抑制器中，可設置成大致平行於冷卻風扇的進氣 面的反射板上設置的吸聲部分可設置成允許交換。例如，在圖24中，設有可用在第一實施例中的亥姆霍茲共振器 67a的多個通孔的第一聲音吸收板68a(反射板)可與具有不同數量的通 孔或不同直徑的通孔或不同頸部長度的第二聲音吸收板68b交換。艮P， 具有不同的通孔特性的反射板被交換該通孔特性例如通孔的直徑或數 量或反射板的板厚，從而由反射板的通孔與反射板後的空氣腔室一起 形成的亥姆霍茲共振器的共振頻率可基於方程(l)自由改變。雖然該調節方法的說明是針對亥姆霍茲共振器可用於設置在冷卻 管道中的消音器的情況的，但是顯而易見的是，當使用面板吸聲器或 薄膜吸聲器時，相同的調節也是可以的。即，當使用面板吸聲器時， 可以交換聲音吸收板，在該聲音吸收板中，面板厚度或設置在反射板 上的薄區域的面積被改變並因此具有不同面板固有頻率。當使用薄膜 吸聲器時，可以交換聲音吸收板，在該聲音吸收板中，通孔的直徑和 薄片材料被改變並因此具有不同薄膜固有頻率。圖25(a)-25(e)為示出冷卻管道部分的構造的示意圖，用於說明調 節本發明的噪音抑制器的吸聲頻率的第二方法，圖25(a)示出了該冷卻 管道部分的透視圖，圖25(b)示出了圖25(a)的截面圖，圖25(c)示出了 用於說明管道外殼的交換的透視圖，圖25(d)示出了在管道外殼交換後 冷卻管道部分的透視圖，圖25(e)示出了圖25(d)的截面圖。
在本發明的噪音抑制器中的冷卻管道內形成的消音器的第二吸聲 頻率調節方法中，組成空氣腔室的壁部分可以是允許交換的結構。例如，在圖25中，第一實施例中使用的在亥姆霍茲共振器67b中形成空 腔容積Ve4(空氣腔室)的具有扇形的圓柱形形狀的第一管道外殼69a(壁 部分)可與形成不同空腔容積Vc5的具有長的矩形塊狀的第二管道外殼 69b交換，從而亥姆霍茲共振器的共振頻率可基於方程(l)自由改變，同 時共用反射板而不需要改變。在該調節方法中，已經說明了可將亥姆霍茲共振器用於設置在冷 卻管道中的消音器的情況。然而，從決定吸聲頻率的方程(2)或方程(3) 明顯的是，對於使用面板吸聲器或薄膜吸聲器的情況，可獲得相同的 效果。接下來說明該第二吸聲頻率調節方法的應用的例子。圖26(a)-26(c) 為示出冷卻管道部分的構造的示意圖，用於說明調節本發明的噪音抑 制器的吸聲頻率的第二方法的應用的例子，圖26(a)示出了該冷卻管道 部分的透視圖，圖26(b)示出了消音器已從該冷卻管道移除的狀態的透 視圖，圖26(c)示出了噪音抑制器的後視透視圖。在該第二吸聲頻率調節方法的應用的例子中，如圖26中所示，與 圖25中示出的僅僅交換壁部分的第二吸聲頻率調節方法的情況相比， 可交換包括反射板、壁部分、以及空氣腔室的消音器54d(例如，整個 消音器54d)壁。藉助該方法，可獲得與第二吸聲頻率調節方法中的相 同的效果，但另外，在也具有不同的反射板57c的同時可實現交換。圖27(a)和27(b)為示出冷卻管道部分的構造的示意圖，用於說明 調節本發明的噪音抑制器的吸聲頻率的第三方法，圖27(a)示出了該冷 卻管道部分的透視圖，圖27(b)示出了圖27(a)的截面圖。
第三吸聲頻率調節方法可特別應用到這種情況形成在本發明的 噪音抑制器的冷卻管道中的消音器中可使用亥姆霍茲共振器。即，可 自由地安裝或移除的密封銷70插入以阻擋設置在冷卻管道53f的反射 板57d上的多個通孔60c的一部分。這樣，可調節充當共振器的通孔的 數量以調節該吸聲頻率。在該情況中，通孔數量僅僅通過減少可調節，從而僅可將共振頻 率改變到較低的範圍。然而，如果通孔直徑和頸部長度(反射板厚度) 是均勻的，可使用共同的密封銷來調節各種噪音抑制器。圖28(a)和28(b)為示出冷卻管道部分的構造的示意圖，用於說明 調節本發明的噪音抑制器的吸聲頻率的第四方法，圖28(a)示出了該冷 卻管道部分的透視圖，圖28(b)示出了圖28(a)的截面圖。本發明的噪音抑制器中的第四吸聲頻率調節方法可特別應用於形 成在類似地使用亥姆霍茲共振器的冷卻管道中的消音器的例子。艮P， 設置有具有冷卻管道53g的多個通孔的吸聲部分的反射板57e可以如第 一吸聲頻率調節方法中那樣設置成可交換的，孔的頸部的長度通過堆 疊並連接具有相同通孔直徑和相同通孔數量的多個普通的板71來改變 (tc4—te5)，從而使得能夠基於方程(l)自由調節共振頻率。圖29(a)和29(b)是示出了冷卻管道部分的構造的示意圖，用於說 明調節本發明的噪音抑制器的吸聲頻率的第五方法，圖29(a)示出了該 冷卻管道部分的透視圖，圖29(b)示出了圖29(a)的截面圖。該第五吸聲頻率調節方法再次應用於噪音抑制器形成在使用亥姆 霍茲共振器的冷卻管道中的情況。即，設置在冷卻管道53h的反射板 57f上的多個通孔60d的一部分可由覆蓋的屏蔽板72阻擋，從而可調 節用作共振器的通孔的數量並因此調節吸聲頻率。
同樣在該情況中，如第三吸聲頻率調節方法中一樣，通過減少(例 如，僅僅通過減少)通孔的數量可實現調節，從而該共振頻率可向較低 頻率改變(例如，僅僅可改變到較低頻率)。然而，當調節的程度大時， 成批改變是可能的並比使用密封銷更加方便。
用於加寬設置在冷卻管道中的消音器的吸聲頻率的範圍從而提高 噪音抑制效果的方法將在接下來說明。這些控制方法提供了一種通過 削弱所提供的噪音抑制器的噪音吸收特性並加寬聲音減少效果所延伸 的帶寬，用於進一步減少風扇噪音的"總值"的方法。
圖30(a)-30(c)為示出冷卻管道部分的構造的示意圖，用於說明加 寬本發明的噪音抑制器的吸聲頻率的帶寬的第一方法，圖30(a)示出了 該冷卻管道部分的透視圖，圖30(b)示出了圖30(a)的截面圖，圖30(c) 示出了部分分解頂視圖。
在該第一帶寬加寬方法中，內殼73和外殼74可用於形成形成在 冷卻管道53i中的消音器的空氣腔室作為本發明的噪音抑制器中的雙 層結構。這裡，第一通孔部分75a和第二通孔部分75b分離地設置在對 應於可設置成大致平行於冷卻風扇(未示出)的進氣面的反射盤57g的內 部空腔容積Vc9和外部空腔容積Vc10的每一個的區域中，從而可形成具 有不同吸聲特性(共振頻率)的兩個亥姆霍茲共振器以在相同的反射板 57g上具有分離的吸聲部分。
在該情況中，由於每個共振器的空腔容積減少，因而聲音吸收系 數可減少，但通過設置通孔直徑和通孔數量使得每個共振頻率是連接 的，由該共振作用產生的帶寬可加寬。
雖然這裡說明了在設置在冷卻管道中的消音器中應用亥姆霍茲共 振器的情況，但是應當明白，當應用面板吸聲器或薄膜吸聲器時類似 的結構也是可以的。
圖31(a)-31(d)為示出冷卻管道部分的構造的示意圖，用於說明加 寬本發明的噪音抑制器的吸聲頻率的第二方法，圖31(a)為該冷卻管道 部分的透視圖，圖31(b)為該反射板的透視圖，圖31(c)為該反射板的頂 視圖，圖31(d)為圖31(c)的B-B平面的截面圖。該第二帶寬加寬方法可特別應用於在本發明的噪音抑制器中使用 亥姆霍茲共振器的形成在冷卻管道53j中的消音器。為了簡化，接下來 的說明僅僅關於聲音吸收板的結構，例如，在第一吸聲頻率調節方法 中作為例子的可拆卸反射板(聲音吸收板)結構的管道(例如，圖31(a))。 然而本發明不限於該管道結構。在該第二帶寬加寬方法中，形成在反射板57h上的通孔部分可包 括煙囪形突起76，在該煙囪形凸起中，孔直徑從D3連續改變到D4， 如圖31(d)中所示，從而由於通孔直徑的連續改變，共振現象衰減並波 及相鄰帶寬，因此可削弱由方程(l)決定的共振頻率。因此，雖然聲音 吸收效果減少了，但吸聲頻率的帶寬可加寬，從而能夠減小風扇噪音 的"總值"。圖32(a)和32(b)為示出聲音吸收板的形狀的示意圖，用於說明加 寬本發明的噪音抑制器的吸聲頻率的第三方法，圖32(a)為透視圖，圖 32(b)為頂視圖。第三帶寬加寬方法特別應用於在消音器中可使用亥姆 霍茲共振器的情況。在該第三帶寬加寬方法中，形成在反射板57i中的多個通孔60e 的每個的孔直徑可設置為如圖32(b)中所示連續地改變 (D5<D6<D7<D8<D9)。如在第二帶寬加寬方法中一樣，由通孔直徑的 不同導致的共振現象可衰減並延伸在周圍帶寬上，從而該吸聲頻率的 帶寬可加寬以交換聲音吸收效果的減少。
圖33(a)-33(c)為示出聲音吸收板的形狀的示意圖，用於說明加寬 本發明的噪音抑制器的吸聲頻率的帶寬的第四方法，圖33(a)為透視圖， 圖33(b)為頂視圖，圖33(c)為截面圖。該第四帶寬加寬方法可特別應用 於在消音器中可使用面板吸聲器的情況。在該第四帶寬加寬方法中，通過在反射板57j上提供兩種類型的 薄區域64b和薄區域64c並將該薄區域的剛度(例如，厚度/面積)設置成 使得薄區域的面板固有頻率可相互連續，可實現吸聲頻率的帶寬的加寬。圖34(a)-34(c)為示出冷卻管道部分的構造的示意圖，用於說明加 寬本發明的噪音抑制器的吸聲頻率的帶寬的第五方法，圖34(a)示出了 從上面看的該反射板的透視圖，圖34(b)示出了從下面看的該反射板的 透視圖，圖34(c)示出了該反射板的頂視圖。該第五帶寬加寬方法特別 應用於在消音器中可使用薄膜吸聲器的情況。在該第五帶寬加寬方法中，具有兩種類型的孔直徑(DIO和Dll) 的通孔60f和60g可設置在反射板57k上，並且覆蓋整個結構的薄片材 料65b可施加到反射板57k上。同樣在該情況中，通過將薄膜的剛度(例 如，通孔直徑/通孔數量)設計成使得通孔60f和通孔60g的薄膜固有頻 率可相互連續，可實現吸聲頻率的帶寬的加寬。圖35(a)-35(c)為示出冷卻管道部分的構造的示意圖，用於說明加 寬本發明噪音抑制器的吸聲頻率的帶寬的第六方法，圖35(a)示出了透 視圖，圖35(b)示出了頂視圖，圖35(c)示出了截面圖。通過在形成在冷卻管道中的消音器中設置兩中不同聲音吸收原理 的消音器，即，亥姆霍茲共振器和面板吸聲器，設置可設置成大致平 行於冷卻風扇進氣面的反射板571中的每個消音器的吸聲部分，接著 調節可以是面板振動部分的薄區域64d的形式(薄區域面板厚度/面積)，
以及可以是共振吸聲部分的通孔60h的形式(通孔直徑/通孔數量)，使得每個吸聲頻率可相互連續，第六帶寬加寬方法可實現吸聲頻率的帶 寬的加寬。圖36(a)-36(d)為示出冷卻管道部分的構造的示意圖，用於說明加 寬本發明噪音抑制器的吸聲頻率的帶寬的第七方法，圖36(a)為從上面 看的反射板的透視圖，圖36(b)為從下面看的反射板的透視圖，圖36(c) 為該反射板的頂視圖，圖36(d)為截面圖。通過在形成在冷卻管道中的消音器中設置兩種不同聲音吸收原理 的消音器，例如亥姆霍茲共振器和薄膜吸聲器，設置可設置成大致平 行於冷卻風扇的進氣面的反射板57m中的每個消音器的吸聲部分，並 調節薄片材料65c中的薄膜振動部分66b的形式(通孔直徑/面積)和為共 振吸聲器的通孔60i的形式(通孔直徑/通孔數量)，使得每個吸聲頻率相 互連續，第七帶寬加寬方法實現吸聲頻率的帶寬的加寬。圖37(a)-37(d)為示出冷卻管道部分的構造的示意圖，用於說明加 寬本發明噪音抑制器的吸聲頻率的帶寬的第八方法，圖37(a)示出了從 上面看的反射板的透視圖，圖37(b)示出了從下面看的反射板的透視圖， 圖37(c)示出了反射板的頂視圖，圖37(d)示出了截面圖。通過在形成在冷卻管道中的消音器中設置兩種類型的消音器，例 如面板聲音吸收器和薄膜聲音吸收器，設置可設置成大致平行於冷卻 風扇進氣面的反射板57n中的每個吸聲部分，並調節可以是面板振動 部分的薄區域64e的形式(薄區域面板厚度/面積)以及薄膜振動部分66c 的形式(通孔直徑/表面面積)，使得每個吸聲頻率可相互連續，第八帶 寬加寬方法可實現吸聲頻率的帶寬的加寬。雖然己經用優選實施例說明了本發明，但本領域技術人員應當認 識到，在所附權利要求的精神和範圍內，可修改本發明。
藉助其獨特的新穎的特徵，本發明提供了一種噪音抑制器和方法 用於有效抑制冷卻風扇的噪音，該冷卻風扇可用於例如投影顯示裝置， 如液晶投影器。雖然已經用特定術語說明了本發明的優選實施例，但這種說明僅 僅用於示例性的目的，並且應當理解為可作出改變和變化而不脫離所 附權利要求的精神和範圍。
權利要求
1.一種用於具有冷卻風扇和冷卻管道的設備的噪音抑制器，包括消音器，該消音器包括用於反射來自所述冷卻風扇的聲音的反射板，所述反射板設置在所述冷卻管道中面對所述冷卻風扇的進氣面的位置處，並形成為大致平行於該進氣面，其中所述消音器的吸聲部分設置在所述反射板上，並且其中設置所述反射板和所述進氣面之間的距離d使得d＜c/(2×f)，其中f為所述消音器的吸聲頻率，並且c為聲速。
2. 根據權利要求l所述的噪音抑制器，其中所述消音器位於所述冷卻管道內部。
3. 根據權利要求l所述的噪音抑制器，其中所述消音器還包括反射板、以及由所述反射板和所述壁部分包圍的空氣腔室。
4. 根據權利要求3所述的噪音抑制器，其中所述壁部分的一部分 包括所述冷卻管道的壁。
5. 根據權利要求l所述的噪音抑制器，其中所述吸聲部分包括多 個吸聲部分。
6. 根據權利要求l所述的噪音抑制器，其中所述消音器包括共振 吸聲器。
7. 根據權利要求2所述的噪音抑制器，其中在所述反射板中設置 通孔。
8. 根據權利要求7所述的噪音抑制器，其中所述通孔包括多個通孔。
9. 根據權利要求7所述的噪音抑制器，其中所述通孔的孔直徑在 所述反射板的厚度方向上改變。
10. 根據權利要求8所述的噪音抑制器，其中所述多個通孔包括 兩種或更多種具有不同孔直徑的通孔。
11. 根據權利要求1所述的噪音抑制器，其中所述消音器包括面 板吸聲器。
12. 根據權利要求ll所述的噪音抑制器，其中面板振動部分設置 在所述反射板上。
13. 根據權利要求12所述的噪音抑制器，其中所述面板振動部分 包括多個面板振動部分。
14. 根據權利要求13所述的噪音抑制器，其中所述多個面板振動 部分包括兩種或更多種具有不同面板固有頻率的面板振動部分。
15. 根據權利要求1所述的噪音抑制器，其中所述消音器包括薄 膜吸聲器。
16. 根據權利要求15所述的噪音抑制器，其中 在所述反射板中設置通孔；並且向所述反射板施加薄片材料，並且該薄片材料覆蓋所述通孔以形 成薄膜振動部分。
17. 根據權利要求16所述的噪音抑制器，其中所述薄膜振動部分 包括多個薄膜振動部分。
18. 根據權利要求17所述的噪音抑制器，其中所述多個薄膜振動 部分包括兩種或更多種具有不同薄膜固有頻率的薄膜振動部分。
19. 根據權利要求5所述的噪音抑制器，其中所述吸聲部分包括 設置在所述反射板中的通孔和面板振動部分。
20. 根據權利要求19所述的噪音抑制器，其中具有所述通孔的共 振吸聲器的共振頻率不同於所述面板振動部分的面板固有頻率。
21. 根據權利要求5所述的噪音抑制器，其中所述吸聲部分包括 設置在所述反射板上的通孔和薄膜振動部分。
22. 根據權利要求21所述的噪音抑制器，其中具有所述通孔的共 振吸聲器的共振頻率不同於所述薄膜振動部分的薄膜固有頻率。
23. 根據權利要求5所述的噪音抑制器，其中所述吸聲部分包括 面板振動部分和薄膜振動部分。
24. 稂據權利要求1所述的噪音抑制器，其中所述消音器包括多 個具有不同共振頻率的共振消音器。
25. 根據權利要求23所述的噪音抑制器，其中所述面板振動部分 的面板固有頻率不同於所述薄膜振動部分的薄膜固有頻率。
26. 根據權利要求3所述的噪音抑制器，其中所述反射板包括用 於允許安裝在所述壁部分中和從所述壁部分移除的結構。
27. 根據權利要求1所述的噪音抑制器，其中所述噪音抑制器包 括用於允許安裝和移除所述壁部分的至少一部分的結構。
28. 根據權利要求1所述的噪音抑制器，其中所述消音器包括用 於允許安裝到所述冷卻管道和從所述冷卻管道移除的結構。
29. —種電子設備，包括根據權利要求l所述的噪音抑制器。
30. 根據權利要求29所述的電子設備，其中所述電子設備包括投 影顯示裝置。
31. —種噪音抑制特性調節方法，用於調節根據權利要求8所述 的噪音抑制器的噪音抑制特性，其中通過阻擋所述多個通孔中的至少 一個通孔來調節所述共振吸聲器的共振頻率。
32. —種噪音抑制特性調節方法，用於調節根據權利要求26所述 的噪音抑制器的噪音抑制特性，其中通過在所述反射板上堆疊具有與 所述反射板相同的通孔特性的另一反射板而調節所述共振吸聲器的共 振頻率。
全文摘要
一種用於具有冷卻風扇和冷卻管道的設備的噪音抑制器包括消音器，該消音器包括用於反射來自該冷卻風扇的聲音的反射板，該反射板設置在該冷卻管道中面對該冷卻風扇的進氣面的位置處，並形成為大致平行於該進氣面。該消音器的吸聲部分設置在該反射板上，設置該反射板和該進氣面之間的距離d使得d＜c/(2×f)，其中f為該消音器的吸聲頻率，並且c為聲速。
文檔編號G10K11/16GK101159133SQ200710148168
公開日2008年4月9日 申請日期2007年8月28日 優先權日2006年8月29日
發明者宇都宮基恭 申請人:Nec顯示器解決方案株式會社