一種投影系統中顯像元件用通道式散熱裝置的製作方法

2023-06-01 16:12:01 1

專利名稱：一種投影系統中顯像元件用通道式散熱裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種投影系統中顯像元件用通道式散熱裝置，具體地說，涉及一種透射式投影系統中顯像元件用通道式散熱裝置。
背景技術：
投影系統(如投影機、投影電視、投影儀、幻燈機、電影放映機、實物展臺等)按顯像元件的顯像方式一般分為透射式投影系統和反射式投影系統。當光線投射到DMD(Digital Micormirror Device數字微鏡)、LCOS(Liquid Crystal on Silicon，屬於新型的反射式micro LCD投影技術，又稱為CMOS-LCD)等顯像元件後發生反射，攜帶圖像信息的反射光線經鏡頭等光學元件放大到屏幕後形成圖像，這樣的投影系統稱為反射式投影系統。而當光線投射到液晶(LCD)等顯像元件後，穿透顯像元件的光線攜帶圖像信息，並經鏡頭等光學元件放大到屏幕成像，這樣的投影系統稱為透射式投影系統。對於透射式投影系統而言，當光線穿過顯像元件時，有部分光線被顯像元件吸收轉化為熱能，從而使顯像元件的溫度大幅度升高。較高的溫度不僅會降低圖像質量，縮短顯像元件壽命，嚴重的還會使其融化而徹底損壞。所以解決顯像元件的散熱問題，合理控制其溫度是保障投影系統長期安全穩定運行的關鍵。另外，亮度越高的投影系統，穿過顯像元件的光線越多，轉化的熱能也越多，溫度就越高，散熱的問題就越突出。
目前，在投影系統中，主要利用風冷方式對顯像元件進行降溫。所謂風冷方式就是利用風扇轉動造成散熱對象周圍空氣流動，從而將熱量帶走達到降溫目的，一般有抽風和吹風兩種形式。吹風就是利用風扇轉動帶來的風朝向顯像元件吹去，以便降低顯像元件溫度。抽風就是把風扇安裝在顯像元件附近，向相反的方向吹，目的是把顯像元件周圍的熱風帶走，同時形成低氣壓，使周圍的風流向顯像元件。對於吹風方式而言，風扇吹出的風並沒有定向性，而是往四面八方吹去，真正對顯像元件(一般為平板式)有效的風量很少，效率低，浪費大。對於抽風方式而言，風扇吸引來的風也是來自四面八方，沒有定向性，不能完全針對顯像元件，因此效率同樣低下。
由此可見，不管哪種方式，風扇產生的風的不定向性使得針對顯像元件的風利用率非常低下，一般小於50％。如果在顯像元件附近還存在一些其它的元器件，則風冷效果會更差。
要進一步降低溫度，主要的方法就是加大風扇的風量和風壓，這勢必會增加風扇的成本、功耗和噪音，同時在必要的時候還要增大風扇的體積以便獲得更大的風量和風壓。但風扇的體積也不能無限增加，它會受到投影系統自身體積的制約。因此，如果能找到一種大幅提高風利用率的方法，就可以相對降低風扇的成本和功耗，同時保持更小的體積。
實用新型內容本實用新型需要解決的技術問題就在於克服現有技術中風扇風不定向性而導致的風利用率低的缺陷，提供一種透射式投影系統中顯像元件用通道式散熱裝置，該裝置結構簡單合理，通過建立起一個通道讓風沿指定的路徑吹過顯像元件，使風扇的風具有定向性，因而具有良好的散熱性能，它大幅度地提高風扇的風利用率，降低風扇的成本和功耗，同時保持更小的風扇體積。
為解決上述問題，本實用新型採用如下技術方案本實用新型投影系統中顯像元件用通道式散熱裝置，包括顯像元件、顯像元件的相鄰元件、風扇，在顯像元件和相鄰元件的上下兩面設置有兩個蓋板，顯像元件和相鄰元件及上下兩個蓋板之間形成散熱通道，風扇的風口朝向顯像元件設置在散熱通道口。
優選地，本實用新型風扇和散熱通道之間還設置有連接通道，連接通道的一端開口與風扇緊密配合，另一端與散熱通道緊密相連。
本實用新型還可以利用顯像元件兩側的兩個相鄰元件建立散熱通道，在兩個相鄰元件的上下兩面設置有兩個蓋板，顯像元件置於其中，兩個相鄰元件及上下兩個蓋板之間形成散熱通道，風扇的風口朝向顯像元件設置在散熱通道口或連接通道口。
更優選地，本實用新型所述蓋板與顯像元件和相鄰元件之間緊密配合，並在蓋板和顯像元件和相鄰元件的結合部的縫隙中加入粘膠劑等隔離材料。所述相鄰元件為形狀較為規則的相鄰元件。所述相鄰元件為菲涅爾透鏡、偏光板、玻璃板或塑料板。所述散熱通道為左右相通或上下相通；所述風扇根據散熱通道的通向設置在散熱通道的左面或右面或上面或下面。所述蓋板為平板或拱形或彎月形或其它形狀。
本實用新型的原理是本實用新型首先在顯像元件兩側選擇一個形狀較為規則，最好跟顯像元件一樣是長方形的平板，且距離最近的相鄰元件，如菲涅爾透鏡、偏光板、玻璃板、塑料板等(顯像元件鄰近一般都會有此類元件)。該相鄰元件與顯像元件之間就構成一個通道的兩個側面。然後在兩個元件的上下加上蓋板作為另兩個側面，就可以形成一個完整的通道，蓋板可以是塑料或其它可成型材料。
在實際應用中，相鄰元件和顯像元件的尺寸未必相同，形狀也可能更為複雜，因此上下蓋板與元件之間的結合部應根據具體情況具體製作已適應不同形狀的需要，確保蓋板與元件之間緊密配合，少漏或不漏空氣，從而確保通道的應用效果。
為了進一步增加通道的氣密性，還可以在結合部的縫隙中加入粘膠劑等隔離材料。
本實用新型之所以會選擇形狀較為規則的相鄰元件，是為了降低蓋板製作的難度，降低成本。實際上，不規則的相鄰元件同樣可以參與通道製作，只不過對其與蓋板的結合部要求更高，製作更為複雜，成本也會增加。
本實用新型蓋板本身的形狀也可以有多種選擇，比如可做成拱形，彎月形或其它形狀，只要不影響通道的氣密性、不擋光線均可。相對來說，平板形更能節約空間，且易於製作。
本實用新型通道可以做成左右相通，也可以做成上下相通；風可以自左向右吹，也可以自右向左吹，既可以自上而下，也可以自下而上。
有了這個通道就可以使得進入這個通道的風，可以全部吹過顯像元件的顯像面，而不會中途散開。但只是這樣還不夠，因為風扇形成的風還不能全部進入通道。因為通道口，與風扇的形狀並不一定完全配合。為此需要增加一個風扇與該通道之間的連接通道。連接通道的一端開口與風扇緊密配合，確保風扇形成的風盡在通道之中。其另一端與顯像元件形成的通道緊密相連，從而形成一個完整的通道。這樣風扇形成的風量幾乎全部略過顯像面，參與顯像元件的散熱，風利用率將達到90％以上。風利用率提高了，散熱效果將明顯改善，這就意味著可以選用功耗更小、體積更小、噪音和成本也更低的風扇。
本實用新型連接通道與風扇的結合部應根據風扇的形狀具體製作，以達到緊密配合的目的即可。同樣的，連接通道與顯像元件的通道的結合部也應具體製作，達到緊密配合的目的。連接通道本身起到一個從風扇到顯像元件的過渡作用，可長可短，可大可小，形狀以節省材料和空間為最佳。風扇的流向也可以選擇，可吹風也可抽風，這跟通道無關。
本實用新型也可以利用顯像元件兩側的相鄰元件建立一個通道，而將顯像元件置於其中，這樣也可以達到較好的效果，但通道截面更大，連接通道體積增大，成本和和結構的複雜性都會加大。
本實用新型整個散熱通道的密閉性越好，風利用率就越高。
本實用新型的有益效果是本實用新型結構簡單合理，通過建立起一個密閉散熱通道讓風扇的風沿指定的路徑吹過顯像元件，使風扇的風具有定向性，因而具有良好的散熱性能，它大幅度地提高風扇的風利用率，降低風扇的成本和功耗，同時保持更小的風扇體積。


圖1A是現有技術的顯像元件被吹風冷卻的散熱示意圖。
圖1B是現有技術的顯像元件被抽風冷卻的散熱示意圖。
圖2A是本實用新型第一種實施例風扇吹風時的結構示意圖。該圖為沿風速方向的剖面圖。
圖2B是本實用新型第一種實施例風扇抽風時的結構示意圖。該圖為沿風速方向的剖面圖。
圖3是本實用新型第一種實施例的蓋板和顯像元件及相鄰元件之間的結合部的結構示意圖。該圖為垂直於風速方向，散熱通道的剖面圖。
圖4是本實用新型第二種實施例的蓋板和顯像元件及相鄰元件之間的結合部的結構示意圖。該圖為垂直於風速方向，散熱通道的剖面圖。
圖5是本實用新型第二種實施例的蓋板和顯像元件及相鄰元件之間的結合部的另一種結構示意圖。該圖為垂直於風速方向，散熱通道的剖面圖。
圖6是本實用新型第三種實施例的結構示意圖。該圖為沿風速方向的剖面圖。
圖中1——顯像元件；2——相鄰元件；3——風扇；4——蓋板；5——散熱通道；6——連接通道→箭頭所示為光線的方向； 箭頭所示為風的方向。
具體實施方式
實施例1如圖2所示，本實用新型投影系統中顯像元件用通道式散熱裝置，包括顯像元件1、顯像元件的相鄰元件2、風扇3，在顯像元件和相鄰元件的上下兩面設置有兩個蓋板4，顯像元件和相鄰元件及上下兩個蓋板之間形成散熱通道5，風扇的風口朝向顯像元件。風扇和散熱通道之間還設置有連接通道6，連接通道的一端開口與風扇緊密配合，另一端與散熱通道緊密相連。所述蓋板4如圖3所示，與顯像元件和相鄰元件之間緊密配合，並在蓋板和顯像元件和相鄰元件的結合部的縫隙中加入粘膠劑等隔離材料。本實施例所述為相鄰元件2與顯像元件1大小相等時，蓋板4和顯像元件及相鄰元件之間的結合部之間緊密配合的形式。
實施例2如圖4或圖5所示，本實用新型整體結構採用實施例1所述，相鄰元件2和顯像元件1的尺寸不相同，形狀更為複雜，上下蓋板4與元件之間的結合部應根據具體情況具體製作已適應不同形狀的需要，確保蓋板與元件之間緊密配合，少漏或不漏空氣，從而確保通道的應用效果。當其中一個元件尺寸較小時，可以將蓋板與元件的結合部設計成如圖4或圖5所示。當然，除圖4和圖5所列舉的結合方式外，還有其它的結合方法。
實施例3如圖6所示，本實用新型利用顯像元件兩側的兩個相鄰元件2建立散熱通道5，在兩個相鄰元件的上下兩面設置有兩個蓋板4，顯像元件1置於其中，兩個相鄰元件及上下兩個蓋板之間形成散熱通道5，風扇3的風口朝向顯像元件設置，風扇和散熱通道之間還設置有連接通道6。所述蓋板與相鄰元件之間緊密配合，並在蓋板和相鄰元件的結合部的縫隙中加入粘膠劑等隔離材料。蓋板與相鄰元件之間的結合也可以採用圖3、圖4、圖5的任意一種方式或其它方式。
以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種投影系統中顯像元件用通道式散熱裝置，包括顯像元件(1)、顯像元件的相鄰元件(2)、風扇(3)，其特徵在於在顯像元件和相鄰元件的上下兩面設置有兩個蓋板(4)，顯像元件和相鄰元件及上下兩個蓋板之間形成散熱通道(5)，風扇的風口朝向顯像元件設置在散熱通道口。
2.權利要求1所述的散熱裝置，其特徵在於風扇和散熱通道之間還設置有連接通道(6)，連接通道的一端開口與風扇緊密配合，另一端與散熱通道緊密相連。
3.權利要求1或2所述的散熱裝置，其特徵在於它利用顯像元件兩側的兩個相鄰元件建立散熱通道，在兩個相鄰元件的上下兩面設置有兩個蓋板，顯像元件置於其中，兩個相鄰元件及上下兩個蓋板之間形成散熱通道，風扇的風口朝向顯像元件設置在散熱通道口或連接通道口。
4.權利要求1或2所述的散熱裝置，其特徵在於所述蓋板與顯像元件和相鄰元件之間緊密配合，並在蓋板和顯像元件和相鄰元件的結合部的縫隙中加入粘膠劑等隔離材料。
5.權利要求3所述的散熱裝置，其特徵在於所述蓋板與顯像元件和相鄰元件之間緊密配合，並在蓋板和顯像元件和相鄰元件的結合部的縫隙中加入粘膠劑等隔離材料。
6.權利要求1或2所述的散熱裝置，其特徵在於所述相鄰元件為形狀較為規則的相鄰元件。
7.權利要求6所述的散熱裝置，其特徵在於所述相鄰元件為菲涅爾透鏡、偏光板、玻璃板或塑料板。
8.權利要求1或2所述的散熱裝置，其特徵在於所述散熱通道為左右相通或上下相通；所述風扇根據散熱通道的通向設置在散熱通道的左面或右面或上面或下面。
9.權利要求3所述的散熱裝置，其特徵在於所述散熱通道為左右相通或上下相通；所述風扇根據散熱通道的通向設置在散熱通道的左面或右面或上面或下面。
10.權利要求1或2所述的散熱裝置，其特徵在於所述蓋板為平板或拱形或彎月形或其它形狀。
專利摘要本實用新型公開了一種投影系統中顯像元件用通道式散熱裝置，包括顯像元件、顯像元件的相鄰元件、風扇，在顯像元件和相鄰元件的上下兩面設置有兩個蓋板，顯像元件和相鄰元件及上下兩個蓋板之間形成散熱通道，風扇的風口朝向顯像元件設置在散熱通道口。該裝置結構簡單合理，通過建立起一個通道讓風沿指定的路徑吹過顯像元件，使風扇的風具有定向性，因而具有良好的散熱性能，它大幅度地提高風扇的風利用率，降低風扇的成本和功耗，同時保持更小的風扇體積。
文檔編號G03B21/16GK2736804SQ20042008926
公開日2005年10月26日 申請日期2004年9月27日 優先權日2004年9月27日
發明者羅筱泠 申請人:羅筱泠