CN100548097C - 数字微镜装置安装系统 - Google Patents

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Abstract

提供一种投影设备，其中所述投影设备包括数字微镜装置、进一步包括第一面和第二面的电路板、集成的散热器/加强构件；及多个连接机构，其中所述多个连接机构适用于在操作上将数字微镜装置连接到电路板的第一面，并将集成的散热器/加强构件固定到电路板的第二面，且其中集成的散热器/加强构件适用于对电路板提供结构支撑并从数字微镜装置中带走热量。

Description

数字微镜装置安装系统
本申请根据美国专利法第119条(35U.S.C.§119)要求2003年6月2日提交的美国临时专利申请60/475,367号的优先权。
技术领域
本发明总体上涉及用于电气设备内的数字微镜装置和其他类似元件的安装系统。
附图说明
公开内容通过附图中的图以举例的方式进行展示，但不限于所述举例，其中相同的标号代表相同的元素且其中：
图1是投影设备的具体实施方式的示意图，其中包括连接到投影设备光学引擎内的电路板的数字微镜装置。
图2是用于数字微镜装置的安装系统的具体实施方式的分解图，展示安装系统的示例元件。
图3是图2具体实施方式的等角视图，展示其中元件进行组装的示例配置。
图4是图2具体实施方式的正视图。
图5是沿图4的线5-5截取的图2具体实施方式的截面图。
图6是沿图4的线6-6截取的图2具体实施方式的截面图。
图7是类似于图6的截面图，展示数字微镜装置安装系统的另一具体实施方式。
图8是类似于图6的截面图，展示数字微镜装置安装系统的另一具体实施方式。
具体实施方式
图1中示意性地展示投影设备10。投影设备10可以是适用于投影图像到如屏幕、墙，或其他观看面或区域这样的显示面上的投影仪。投影设备10可以是任何适合的显示设备或图像投影仪，包括但不限于，数字投影仪、液晶显示(LCD)投影仪、数字光处理投影仪等等。
在某些配置中，投影设备可以包括总体位于外壳12内的元件，如光源14和光学引擎(或光引擎)16。光源14可以适用于产生光束并向光学引擎16投射光。
光源14可以包括位于反射器内的灯，如金属卤化物灯或超高压(UHP)弧光灯，反射器可以配置为导引多数发射的光沿着预定路径行进。例如，从光源14发射出的光可以通过间隔装置或接口管18进入光学引擎。发射的光也可以通过一个或多个滤光器，如红外(IR)或紫外(UV)滤光器，来过滤掉灯的发射光谱中不需要的部分。
光学引擎16可以包括光学元件，如滤光器、透镜、反射镜、聚光镜等等。光学引擎16也可以包括例如数字微镜装置(DMD)22的图像产生元件20，后者可以连接到电路板24。虽然展示了DMD，其他具体实施方式可选地可以包括如LCD面板这样的图像产生元件或任何其他适合的图像产生元件。图像产生元件20可以配置为向一个或多个反射镜或例如为投影透镜26的其他光学元件投射光，一个或多个反射镜或其他光学元件接下来可以配置为将光投向显示面。
投影设备10还可以包括电源28，它可以链接到各种元件，如光源14、图像产生元件20、电路板24和/或投影设备内的其他元件。某些投影设备可以包括分布在整个外壳中的不止一个的电源。
在投影设备10中，安装系统可用于可操作地连接电路板24和DMD 22。这样的安装系统可以在光学上、电气上和/或机械上校正各个元件。
投影设备的总体性能与校正的精度有关。因此，安装系统可以包括一个或多个连接机构，依次地，连接机构应用压缩力使各个部件彼此紧密结合。或者，安装系统可以包括加强构件以对电路板进行结构支撑，如防止这样的压缩力使电路板变形。
图像产生元件20在使用中会输出热量，因此会在使用中增加投影设备的温度。如果设备的温度超出了临界极限，则设备的一些部分，如电路板可能会发生故障和/或寿命缩短。将设备内的温度保持在工作标准从而可以防止设备发生故障和/或延长投影设备的元件和部件的寿命。因此，安装系统还可包括散热构件。
在具有紧凑设计的投影设备中，可以使用多功能集成安装系统以使得用于安装的元件最少化且保持DMD处于理想的校正度。图2总体上在30展示这样的DMD安装系统的分解图，其中可以包括散热器/加强构件32、热绝缘和/或电绝缘层34、电路板36、间隔装置38，及连接到DMD 42(可连接到自身的电路板)的导热元件，例如硅聚合物导热垫40。适合用于导热元件40的材料的非限制性的例子包括硅橡胶或聚硅酮。图3和4展示DMD安装系统30在组装后的配置中的视图。
硅垫40如所示为具有正面44、背面46和多个侧面48的正方形构件。此外，每个绝缘层34、电路板36和间隔装置38如所示包括适用于容纳硅垫40的孔(分别编号为50、52、54)。因此，在图5中可能显示地更清楚，当DMD安装系统30处于组装后的配置时，硅垫40可以“夹”在DMD 42和散热器/加强构件32之间。具体来说，硅垫40的正面44部分可以紧贴散热器/加强构件32，而背面46部分可以紧贴DMD 42。因此，硅垫40可以将DMD 42中的热量向散热器/加强构件32传导。间隔装置38也有助于进一步隔绝DMD 42，同时提供电路板36和DMD 42之间的传导路径。
此外，可以加工孔50、52、54的形状使防止硅垫40的侧面48在DMD安装系统30处于组装后的配置中时接触电路板36，从而可以防止从DMD 42和/或硅垫40到电路板36的热传导交换。
多种功能可以集成到DMD安装系统30的单个元件中。例如，在所示具体实施方式中，散热器/加强构件32适用于加强电路板36并用作散热器。因此，散热器/加强构件32可由刚性的导热材料制成。回到图2，散热器/加强构件32可以包括轮廓类似于电路板36的第一面56，以便确保在紧靠电路板36组装时能够稳固配合。还可以加工第一面56的形状使之配合硅垫40，例如确保稳固的机械连接，和/或允许从硅垫40到散热器/加强构件32的有效热传导。散热器/加强构件32还可以包括多个结构60的第二面58，结构60用于扩大第二面的表面积来散发热量。结构60如所示为肋条，但也可以使用其他结构。
绝缘层34可以插入散热器/加强构件32和电路板36之间，并由薄的热绝缘材料组成。绝缘层34因此可以防止传输到散热器/加强构件32的热量被传递到电路板36而不是通过结构60散发出去。
绝缘层34如图2所示为与散热器/加强构件32分离的元件。在某些具体实施方式中，绝缘层可以集成在散热器/加强构件内，这可以进一步减小DMD安装系统的外形并减少所使用的独立元件的数量。例如，可以用热绝缘材料来处理散热器/加强构件中适用于接触电路板的第一侧面的一个或多个区域；可以制造绝缘层并随后将其粘合至散热器/加强构件，等等。
DMD安装系统30的绝缘层34、散热器/加强构件32，及其他元件可以通过多个连接机构62固定在组装后的配置中，如图2所示，每个连接机构都包括安装螺钉64和压缩弹簧66。连接机构62可以提供压缩力以便在电气上、机械上和/或光学上校正DMD安装系统30中的单个元件。具体来说，安装螺钉64可以通过压缩弹簧66配合并进一步通过分别位于散热器/加强构件32、绝缘层34和电路板36上的螺钉孔68、70和72进行配合。
连接机构62的配置可以变化，以便对DMD安装系统30施加所需量的压缩力。例如，各种弹簧可用于增加或减少施加于系统的压缩力。另外，旋紧或旋松螺钉64可以调整安装系统的压缩力的量。因此，组合使用多个螺钉和弹簧可以允许调整和应用所需的压缩力。
在图3和图4中还可以看到，四个连接机构62如所示位于散热器/加强构件32的四角。对散热器/加强构件32和DMD安装系统30其他元件的外围施加压缩力可以精确控制施加于DMD 42中心的压力。然而，任何数量的连接机构和连接机构的位置都可以用来提供足够的压缩力。
图6还展示了连接机构62相对于DMD安装系统的示例配置，其中包括安装螺钉64和压缩弹簧66。在旋紧螺钉64时弹簧66发生压缩。如所示，弹簧66的一部分可以直接接触或紧贴绝缘层34(如图7所示)和/或电路板36(如图8所示)。此外，在其他具体实施方式中，可以使用其他类型的连接机构，如夹子、插销、锁等等。
虽然本发明的示例具体实施方式展示了安装系统在投影设备内的使用，但应理解，在此描述的安装系统可以用于任何适合的电子设备中，所述电子设备包括在电气上和机械上必须相对于另一元件定位的电路板。例如，安装系统可以用在如显示器等等这样的电子设备中。
虽然本公开内容包括具体的具体实施方式，但具体实施方式不应视为具有限制意义，因为各种变化都是可能的。本发明的主题包括在此公开的各种元素、特性、功能和/或属性的所有新颖和非易见的组合及子组合。下面的权利要求特别指出视为新颖和非易见的特定组合及子组合。这些权利要求可能引用“一个”元素或“第一”元素或其等价。这样的权利要求应被理解为包括一个或多个这样的元素，而不是要求或排除两个或多个这样的元素。特性、功能、元素和/或属性的其他组合及子组合可以通过本发明权利要求的修改或通过在此申请或相关申请中提供新的权利要求来要求其权利。这样的权利要求，无论是比原始权利要求范围更宽、更窄、等价或不同，都应视为包括在本公开内容的主题之内。

Claims (14)

1.一种投影设备，包括：
数字微镜装置；
具有第一面和第二面的电路板；
集成的散热器/加强构件；
定位在所述散热器/加强构件和所述电路板之间的热绝缘层：及
多个连接机构；
其中所述多个连接机构适用于将所述数字微镜装置可操作地连接到所述电路板的第一面，并将所述集成的散热器/加强构件固定到所述电路板的第二面，且其中所述集成的散热器/加强构件适用于对所述电路板提供结构支撑并从所述数字微镜装置中带走热量。
2.如权利要求1所述的投影设备，其特征在于，还包括导热元件，其中所述电路板和热绝缘层中的每个都具有配置为在所述数字微镜装置连接到所述电路板时容纳所述导热元件的孔，使得所述导热元件的第一部分紧贴所述数字微镜装置，而所述导热元件的第二部分紧贴所述散热器/加强构件。
3.如权利要求2所述的投影设备，其特征在于，配置所述电路板中的孔，使得在所述数字微镜装置连接到所述电路板时所述导热元件与所述电路板隔离开。
4.如权利要求3所述的投影设备，其特征在于，还包括定位于所述电路板和所述数字微镜装置之间的间隔装置。
5.一种投影设备，包括：
数字微镜装置；
具有第一面和第二面的电路板；
集成的散热器/加强构件；及
多个连接机构；
其中所述多个连接机构适用于将所述数字微镜装置可操作地连接到所述电路板的第一面，并将所述集成的散热器/加强构件固定到所述电路板的第二面，其中所述集成的散热器/加强构件适用于对所述电路板提供结构支撑并从所述数字微镜装置中带走热量，且其中当所述集成的散热器/加强构件与所述电路板的第二表面接触时，所述集成的散热器/加强构件包括设在所述电路板相邻位置的热绝缘层。
6.一种投影设备，包括：
数字微镜装置；
具有第一面和第二面的电路板；
集成的散热器/加强构件；及
多个连接机构；
其中所述多个连接机构适用于将所述数字微镜装置可操作地连接到所述电路板的第一面，并将所述集成的散热器/加强构件固定到所述电路板的第二面，且其中所述集成的散热器/加强构件适用于对所述电路板提供结构支撑并从所述数字微镜装置中带走热量，其中每个连接机构包括一个或多个螺钉和安装压缩弹簧，且其中所述集成的散热器/加强构件和所述电路板中的一个或多个包括配置为容纳所述连接机构的多个开口。
7.如权利要求6所述的投影设备，其特征在于，所述多个开口位于所述散热器/加强构件和所述电路板中的一个或多个的外围。
8.一种用于数字微镜装置的安装系统，包括：
有孔的电路板；
配置为基本上定位于所述孔内的导热元件；
适用于对所述电路板提供结构支撑的集成的散热器/加强构件，所述集成的散热器/加强构件包括：
第一面，其轮廓类似于所述电路板；
第二面，其包括用于扩大所述第二面的表面积以从所述第二面中散发热量的多个结构；及
多个连接机构；
其中所述多个连接机构适用于以压缩力保证所述电路板和所述集成的散热器/加强构件的第一面之间的固定，使得所述导热元件选择性地紧贴所述集成的散热器/加强构件的第一面，及连接和校正所述电路板与所述数字微镜装置。
9.一种用于数字微镜装置的安装系统，包括：
电路板；
适用于对所述电路板提供结构支撑的集成的散热器/加强构件，所述集成的散热器/加强构件包括：
第一面，其轮廓类似于所述电路板；
第二面，其包括用于扩大所述第二面的表面积以从所述第二面中散发热量的多个结构；及
多个连接机构；
其中所述多个连接机构适用于以压缩力紧靠所述电路板固定所述集成的散热器/加强构件的第一面，及连接和校正所述电路板与所述数字微镜装置，及进一步包括插入所述电路板和所述集成的散热器/加强构件之间的热绝缘层。
10.如权利要求9所述的安装系统，其特征在于，所述热绝缘层作为所述集成的散热器/加强构件整体的一部分形成。
11.一种用于数字微镜装置的安装系统，包括：
电路板；
适用于对所述电路板提供结构支撑的集成的散热器/加强构件，所述集成的散热器/加强构件包括：
第一面，其轮廓类似于所述电路板；
第二面，其包括用于扩大所述第二面的表面积以从所述第二面中散发热量的多个结构；及
多个连接机构；
其中所述多个连接机构适用于以压缩力紧靠所述电路板固定所述集成的散热器/加强构件的第一面，及连接和校正所述电路板与所述数字微镜装置，且其中所述多个结构包括沿着所述电路板的第二面的纵向定位的多个肋条。
12.一种用于数字微镜装置的安装系统，包括：
电路板；
适用于对所述电路板提供结构支撑的集成的散热器/加强构件，所述集成的散热器/加强构件包括：
第一面，其轮廓类似于所述电路板；
第二面，其包括用于扩大所述第二面的表面积以从所述第二面中散发热量的多个结构；及
多个连接机构；
其中所述多个连接机构适用于以压缩力紧靠所述电路板固定所述集成的散热器/加强构件的第一面，及连接和校正所述电路板与所述数字微镜装置；且其中每个连接机构包括一个或多个螺钉和安装压缩弹簧，其中所述集成的散热器/加强构件包括配置为容纳所述连接装置的多个开口，且其中所述电路板包括充分地与所述集成的散热器/加强构件的多个开口对准的对应的多个开口。
13.如权利要求12所述的安装系统，其特征在于，所述多个开口位于散热器/加强构件外围。
14.一种用于数字微镜装置的安装系统，包括：
电路板；
适用于对所述电路板提供结构支撑的集成的散热器/加强构件，所述集成的散热器/加强构件包括：
第一面，其轮廓类似于所述电路板；
第二面，其包括用于扩大所述第二面的表面积以从所述第二面中散发热量的多个结构；及
多个连接机构；
其中所述多个连接机构适用于以压缩力紧靠所述电路板固定所述集成的散热器/加强构件的第一面，及连接和校正所述电路板与所述数字微镜装置；还包括间隔装置，其中所述多个连接机构还适用于以所需的校正度在所述电路板和所述数字微镜装置之间固定所述间隔装置的至少一部分。
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