CN100498513C - 冷却设备和具有该冷却设备的投影仪 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种冷却设备和具有该冷却设备的投影仪，所述冷却设备包括：第一冷却构件，用于安装第一发光二极管模块；第二冷却构件，用于安装第二发光二极管模块；热管，热连接第一冷却构件和第二冷却构件；冷却片构件，安装到第一冷却构件和第二冷却构件中的一个上；风扇，用于将空气推进到冷却片构件来使冷却片构件冷却。在使用LED作为光源的大小紧凑的投影仪中，由LED产生的热被所述冷却设备有效地冷却。而且，由于多个LED被控制为保持在大致相等的温度，所以基本上防止了色差和白平衡的劣化。结果，提高了图像质量。

Description

冷却设备和具有该冷却设备的投影仪
技术领域
本发明涉及一种投影仪。更具体地讲，本发明涉及一种使用发光二极管(LED)作为光源的投影仪，以及一种用于该投影仪的冷却设备。
背景技术
与一般投影仪不同的是，在使用发光二极管(LED)作为光源的投影仪中，一些组件部分，例如色轮过滤器可被省略。因此，使用LED的投影仪可以按照更加便携的尺寸被制造。而且，由于使用LED的投影仪可获得高质量的三原色光线，所以该投影仪可以更加轻巧、结构更加简单和更加便宜。
但是，这种使用LED的投影仪很难提供足够的内部空间用于散热。这种超过一定的温度光的质量和亮度就会变差的LED需要被保持在一定的温度以下。当分别投射红色、绿色和蓝色光线LED的温度互相不等时，会产生色差(color shift)，从而多个LED需要被保持在相同的温度。
当多个LED不具有相等的温度时，由于LED之间的光的质量和亮度的变化，所以会产生白平衡，从而降低图像质量。从而，需要通过冷却将各个LED保持在大致相等的温度的冷却设备。
因此，存在对这种具有LED的图像投影仪的需求，其中冷却设备将LED保持在大致相等的温度，从而保证图像质量。
发明内容
因此，本发明的一方面是提供一种用于使用发光二极管(LED)的大小紧凑的投影仪的冷却设备，该冷却设备能使多个LED冷却并且将所述LED保持在大致相等的温度。
本发明的另一方面是提供一种投影仪，该投影仪通过具有冷却设备而能够保持高图像质量。
一种用于投影仪的冷却设备，所述投影仪具有用于投射红色、绿色和蓝色光线的至少两个发光二极管(LED)模块，所述冷却设备包括：第一冷却构件，用于安装第一LED模块；第二冷却构件，用于安装第二LED模块；热管，用于将第一冷却构件和第二冷却构件热连接；冷却片构件，被安装到第一冷却构件和第二冷却构件中的一个上；风扇，通过将空气推进到冷却片构件来使冷却片构件冷却。
第一冷却构件和第二冷却构件最好被放置为基本上互相垂直。风扇最好安装到冷却构件中具有冷却片构件的一个上，用于将空气推进到冷却片构件。
第二冷却构件包括冷却片构件和风扇。但是，本发明并不限于该示例性实施例。根据投影仪壳的结构和光学部件的布置，冷却片构件和风扇可被安装到第一冷却构件上。
第一冷却构件和第二冷却构件最好由铝形成。
本发明的另一方面可通过提供一种投影仪来实现。该投影仪包括：光源；显示单元，根据图像信息调整从光源投射的光，从而形成图像；光学投射系统，扩大地投射由显示单元形成的图像。该投影仪还包括：多个LED，用作光源并且分别投射红色、绿色和蓝色光线；冷却设备，使用热管来冷却所述多个LED并将所述多个LED保持在大致相等的温度。
所述冷却设备包括被分成由热管热连接的第一冷却构件和第二冷却构件的冷却构件。安装所述多个LED中的第一LED的第一冷却构件投射特定颜色的光线。安装第二LED和第三LED的第二冷却构件分别投射两种其它颜色的光线。冷却片构件包括安装到第一冷却构件和第二冷却构件中的一个上的多个冷却片。风扇通过将空气推进到冷却片构件来使冷却片构件冷却。
冷却片构件和风扇最好安装到第二冷却构件上。
根据本发明的示例性实施例，一种投影仪包括：第一LED模块，具有投射光的三原色中的一种的光线的第一LED以及安装该第一LED的第一基板；第二LED模块，具有投射三原色的其它两种颜色的光线的第二LED和第三LED以及安装所述第二LED和第三LED的第二基板；光学照明系统，将从第一LED到第三LED发射出的红色、绿色和蓝色光线均匀地聚焦并投射；显示单元，根据图像信息，通过调整从光学照明系统投射的光来形成图像；光学投射系统，将由显示单元形成的图像扩大地投射到屏幕上；冷却设备，使第一LED到第三LED冷却并因此将第一LED到第三LED保持在大致相等的温度。
所述冷却设备包括：第一冷却构件，安装第一LED模块；第二冷却构件，安装第二LED模块；热管，热连接第一冷却构件和第二冷却构件；冷却片构件，安装在第一冷却构件和第二冷却构件中的一个上；风扇，通过将空气推进到冷却片构件来使冷却片构件冷却。
本发明的其它方面、优点和显著特点将从以下公开了本发明优选实施例的参照附图进行的详细描述中变得清楚。
附图说明
通过下面参照附图对本发明的示例性实施例进行的详细描述，本发明的上述和其他特点将会变得更加清楚，其中：
图1和图2是分别从不同角度的根据本发明的示例性实施例的冷却设备的透视图；
图3是根据本发明的示例性实施例的冷却设备的分解透视图；
图4是示例性地显示具有根据本发明的示例性实施例的冷却设备的投影仪的透视图；
图5是图4的投影仪的光路的简图。
在整个附图中，相同的标号将被理解为指代相同的部分、组件和结构。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本发明的特定示例性实施例。
在描述中提供的定义的内容，例如其详细的结构和元件是用于帮助全面理解本发明。因此，应该理解本发明可在没有这些定义的内容的情况下被执行。另外，为了便于提供清楚和简要的说明，将省略对公知的功能和结构的描述。
参照图1到图3，用于具有第一发光二极管(LED)模块10和第二LED模块20的投影仪的冷却设备包括冷却构件30、热管40、冷却片构件50和风扇60。
冷却构件30具有用于安装第一LED模块10的第一冷却构件310和用于安装第二LED模块20的第二冷却构件320。冷却构件30最好由具有高热传导率的金属，例如铝形成。因此，在各个LED模块10和20上产生的热被传递到冷却构件30。虽然本示例性实施例采用铝作为冷却构件30，但是这只是示例性的。因此，可使用任何其他具有高热传导率的合适的物质。另外，虽然在图中第一冷却构件310和第二冷却构件320被布置为基本上互相垂直，但是本发明并不限于此。第一冷却构件310和第二冷却构件320的布置可根据投影仪的外壳的结构和其他光学部件的布置而改变。
热管40被安装在第一冷却构件310和第二冷却构件320中，用于将第一冷却构件310和第二冷却构件320热连接。如图3所示，为了便于安装热管40，在第一冷却构件310和第二冷却构件320中分别设置热管安装凹槽310a和320a。由于通过热管40热连接，所以第一冷却构件310和第二冷却构件320可被保持在大致互相相等的温度，因此分别附着到冷却构件310和320的第一LED模块10和第二LED模块20可被控制在大致相等的温度上。
冷却片构件50被安装到第一冷却构件310和第二冷却构件320中的一个上。在本示例性实施例中，在第二冷却构件320的一侧具有冷却片构件50。冷却片构件50包括按照预定间隔布置的片状的多个冷却片51。冷却片构建50可与第二冷却构件320一体地形成或者分开地形成然后附着到第二冷却构件320上。另外，冷却片构件50最好由具有高热传导率的铝形成，最好与形成冷却构件310和320的物质相同。显然，冷却片构件50可被安装到第一冷却构件310上而不是第二冷却构件320上。
风扇60使冷却片构件50通风，用相对冷的外部空气来冷却冷却片构件50。因此，风扇60最好设置为与具有冷却片构件50的第二冷却构件320相邻。
在图2中，标号70代表投影仪的外壳。该外壳70包括进气口71和出气口72。
在以上结构的冷却设备中，在操作第一LED模块10和第二LED模块20的过程中产生的热被传递到第一冷却构件310和第二冷却构件320。另外，传递到冷却片构件50的热可通过操作将外部空气推进到冷却片构件50的风扇60来冷却。这里，由于第一冷却构件310和第二冷却构件320通过热管40连接，所以第一冷却构件310和第二冷却构件320可达到热平衡，也就是说，第一冷却构件310和第二冷却构件320被控制为具有基本上相等的温度。因此，第一LED模块10和第二LED模块20可被冷却至基本上相等的温度。
图4和图5示意性地表示了使用上述冷却设备100的投影仪。已经描述过的构成冷却设备100的组件部分将使用相同的标号表示，并且不再次详细描述。
首先解释第一LED模块10和第二LED模块20。第一LED模块10包括第一LED 11，其用于投射光的三原色的一种，例如绿色光线。第一基板13用于安装第一LED 11。第二LED模块20包括第二LED 21和第三LED 22，用于分别投射三原色中剩下的两种颜色，即红色和蓝色光线。第二基板23用于安装第二LED 21和第三LED 22。
如上所述，第一LED模块10和第二LED模块20分别投射红色、蓝色和绿色光线，并且该第一LED模块10和第二LED模块20附着到第一冷却构件310和第二冷却构件320上。此时LED 11、21和22产生热。由于所述热由上述冷却设备控制，所以由于各个LED之间的温度不等而导致的色差被基本上防止。
光学照明系统200通过均匀地聚焦三原色光线可被用于在显示单元300中的图像形成。光学照明系统200包括第一准直透镜210和第二准直透镜220、用于透射和反射光的分色镜230以及聚光透镜(未示出)。
显示单元300基于图像信息调整从光学照明系统200投射出的光，从而形成图像。数字微镜装置(DMD)面板或者液晶显示(LCD)面板可被用于显示单元300。
光学投射系统400通过将在显示单元300中形成的图像扩大地投射到屏幕(未示出)上而形成图像。由于光学投射系统400的结构和操作与传统的投影仪的结构和操作基本相似，所以将省略对其的详细描述。
标号500指代开关型电源(SMPS)，其包括用于给每个LED供应直流(DC)功率的DC电源。
在上述结构的投影仪中，三原色光线通过光学照明系统200均匀地聚焦，照射到显示单元300上并且根据图像信息在显示单元300中被调整，从而形成图像。使用光学投射系统400通过将图像扩大地投射到屏幕上从而最终实现期望的图像。在这些处理过程中，由各个LED产生的热被冷却设备100冷却，因此，所述LED将被保持在大致相等的温度。
结果，基本上防止了当LED的温度不等时导致的白平衡的劣化。
从对根据本发明示例性实施例的冷却设备100的以上描述中清楚的是，在使用LED作为光源的大小紧凑的投影仪中，由LED产生的热被有效地冷却。而且，由于多个LED被控制为保持在大致相等的温度，所以基本上防止了色差和白平衡的劣化。结果，提高了图像质量。
虽然参照本发明的特定实施例显示并描述了本发明，但是本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明做出各种形式上和细节上的改变。

Claims (20)

1、一种用于投影仪的冷却设备(100)，所述投影仪具有用于投射红色、绿色和蓝色光线的至少两个发光二极管模块，其特征在于，所述冷却设备包括：
第一冷却构件(310)，用于安装第一发光二极管模块(10)；
第二冷却构件(320)，用于安装第二发光二极管模块(20)；
热管(40)，热连接第一冷却构件和第二冷却构件；
冷却片构件(50)，安装到第一冷却构件和第二冷却构件中的一个上；
风扇(60)，用于将空气推进到冷却片构件来使冷却片构件冷却。
2、如权利要求1所述的冷却设备，其中，
第一冷却构件和第二冷却构件被放置为基本上互相垂直。
3、如权利要求2所述的冷却设备，其中，
风扇被安装到安装了冷却片构件的冷却构件上。
4、如权利要求3所述的冷却设备，其中，
第二冷却构件包括冷却片构件和风扇。
5、如权利要求1所述的冷却设备，其中，
第一冷却构件和第二冷却构件由铝形成。
6、如权利要求1所述的冷却设备，其中，
冷却片构件由铝制成。
7、一种投影仪，包括：
光源；
显示单元(300)，根据图像信息调整从光源投射的光以形成图像；
光学投射系统(400)，扩大地投射由显示单元形成的图像；
多个发光二极管，用作光源并且分别投射红色、绿色和蓝色光线，
其特征在于，所述投影仪还包括：
冷却设备(100)，使用热管(40)来冷却所述多个发光二极管并将所述多个发光二极管保持在大致相等的温度。
8、如权利要求7所述的投影仪，其中，冷却设备包括：
冷却构件，被分成由热管热连接的第一冷却构件(310)和第二冷却构件(320)，安装第一发光二极管(11)的第一冷却构件投射特定颜色的光线，安装第二发光二极管(21)和第三发光二极管(22)的第二冷却构件分别投射两种其它颜色的光线。
9、如权利要求8所述的投影仪，其中，冷却设备包括：
冷却片构件(50)，包括安装到第一冷却构件和第二冷却构件中的一个上的多个冷却片。
10、如权利要求9所述的投影仪，其中，冷却设备包括：
风扇(60)，通过将空气推进到冷却片构件来使冷却片构件冷却。
11、如权利要求10所述的投影仪，其中，
冷却片构件和风扇被安装到第二冷却构件。
12、如权利要求11所述的投影仪，其中，
第一冷却构件和第二冷却构件基本上互相垂直。
13、如权利要求8所述的投影仪，其中，
第一冷却构件和第二冷却构件由铝形成。
14、如权利要求9所述的投影仪，其中，
冷却片构件由铝制成。
15、一种投影仪，包括：
第一发光二极管模块(10)，具有投射光的三原色中的一种的光线的第一发光二极管(11)以及安装该第一发光二极管的第一基板(13)；
第二发光二极管模块(20)，具有投射三原色的其它两种颜色的光线的第二发光二极管(21)和第三发光二极管(22)以及安装所述第二发光二极管和第三发光二极管的第二基板(23)；
光学照明系统(200)，将从第一发光二极管到第三发光二极管发射出的红色、绿色和蓝色光线聚焦并且均匀地投射；
显示单元(300)，根据图像信息，通过调整从光学照明系统投射的光来形成图像；
光学投射系统(400)，将由显示单元形成的图像扩大地投射到屏幕上，
其特征在于，所述投影仪还包括：
冷却设备(100)，使第一发光二极管到第三发光二极管冷却并将第一发光二极管到第三发光二极管保持在大致相等的温度。
16、如权利要求15所述的投影仪，其中，冷却设备包括：
第一冷却构件(310)，用于安装第一发光二极管模块(10)；
第二冷却构件(320)，用于安装第二发光二极管模块(20)；
热管(40)，用于热连接第一冷却构件和第二冷却构件；
冷却片构件(50)，安装到第一冷却构件和第二冷却构件中的一个上；
风扇(60)，通过将空气推进到冷却片构件来使冷却片构件冷却。
17、如权利要求16所述的投影仪，其中，
第一冷却构件和第二冷却构件被布置为基本上互相垂直。
18、如权利要求17所述的投影仪，其中，
风扇被安装到安装了冷却片构件的冷却构件上。
19、如权利要求18所述的投影仪，其中，
第二冷却构件包括冷却片构件和风扇。
20、如权利要求16所述的投影仪，其中，
第一冷却构件和第二冷却构件由铝形成。
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