CN101135836A - 用于投影装置的散热模块 - Google Patents

Abstract

本发明为一种用于投影装置的散热模块，该散热模块尤其适用于DMD模块的散热；其包含导热装置、至少一根热管、以及至少一个鳍片，导热装置将累积于DMD模块的热量，通过热管传导至鳍片，利用鳍片向外逸散；鳍片间可在沿光源的方向上，部分相互重叠，以同时达到遮光效果，避免光源的光线散射至机壳外。

Description

用于投影装置的散热模块

技术领域

本发明涉及一种用于投影装置的散热模块；特别涉及一种用于数字式光处理投影机的散热模块。

背景技术

投影机目前已成为办公室、家庭及会议室等地普遍使用的图像设备，目前常用投影机主要可分为液晶式(LCD)及数字式光处理(Digital LightProcessing，DLP)投影机两种。其中，DLP投影机是真正利用数字投影和显示技术，备受市场瞩目。

其中，DLP的核心技术为数字微镜装置(Digital Micromirror Device，DMD)模块，DMD模块是利用半导体制造工艺所得的微型镜面阵列所组成，每一片镜面即代表一个像素，当光源投射至DMD模块上时，DMD模块可将其连同所接收到的图像信号，一起传送至光机的镜头，进而成像。

然而，光本身具有一定能量，当光聚集于DMD模块时，即会产生热，如何针对DMD模块进行有效散热，便成为重要的议题。传统的散热技术是利用散热片，直接贴附在DMD背面，或进一步配合风扇来达成。公知的DLP投影机10如图1所示，其中，光源11所产生的部分光线经过DMD模块15反射至光机13，以供投影成像。一般而言，DMD模块15会邻接一个散热片16，以将热传导出来，避免累积在DMD模块15上。另外可再配合DLP投影机10内部的至少一个风扇12，以产生冷却风流，用于提供邻设于DMD模块15的散热片16、以及其它系统元件的散热。

而随着高流明投影机发展的趋势，光源11的发热瓦数与效率日渐提高，相对的，聚集于DMD模块15上的能量(光能及热能)也越来越高。传统的散热技术中，无论是加大散热片16或增加风量，都已无法满足目前DMD模块15的散热需求。而且，受限于产品尺寸与噪音的规范，DLP投影机产品必须控制散热片16的尺寸以及风扇12的转速，这样一来，更增加了DMD模块15的散热难度，过热的温度甚至减短DMD模块15的寿命，提前结束投影装置的正常运作。

此外，为了提供DLP投影机10散热时足够的冷却风流，通常会在机壳19上保留通风孔191，以构成系统内部与周围环境间的热交换管道，尤其像DLP投影机10这种高发热量的系统，通风孔191更是设计时不可或缺的项目。然而，由于投影机内部的光源11具有高亮度，光源11的部分未能提供至光机内部、进而供给DMD模块15使用的光线，可能会通过通风孔191泄漏至机壳19外，此发散到外部的杂散光线，易造成使用者眼睛的不适，及投影环境的光危害，间接影响图像表现，更甚者，其所产生的热可能会造成机壳19的高温破坏及使用者的不慎烫伤。为解决此问题，公知技术通常会在通风孔191附近设置遮光片17，以阻断内部光线外泄或避免可由系统外部直视光源11。这样一来，虽然可消除漏光现象，但因遮光片17置于通风孔191处，反而会增加冷却风流的流动阻力，不利于DLP投影机10内部散热；且由于流动阻力的增加，还有可能增加系统的噪音。

有鉴于此，提供可用于投影装置且兼具遮光功能的散热模块，就成为业界亟待解决的问题。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种用于投影装置的散热模块，通过设置热管及散热鳍片，更有效地将累积于DMD模块上的热传导出来，大幅提高用于DMD模块的散热效率，进而降低DMD模块的操作温度并延长其使用寿命。

本发明的另一个目的在于提供一种用于投影装置的散热模块，其中，鳍片除了可以快速散热之外，还可兼具遮光的效果。通过面向光源方向的鳍片间，至少部分互相重叠的设计，可在散热的同时，遮挡来自光源的部分散射光线。

为达到上述目的，本发明公开一种用于投影装置的散热模块，其中投影装置包含DMD模块，而该散热模块包含导热装置、至少一根热管、以及至少一个鳍片，导热装置与DMD模块相接触，热管则具有第一部分以及与第一部分导热连接的第二部分，该热管的第一部分与导热装置相连接，而鳍片则与该热管的第二部分连接；这样，DMD模块因处理光线所生的热，得以通过导热装置，再通过热管，传递至鳍片后向外逸散。而鳍片可根据需要，采用部分互相重叠的设计，以同时具有遮光效果。

为让本发明的上述目的、技术特征、和优点能更明显易懂，下文以较佳实施例配合附图进行详细说明。

附图说明

图1为公知的DLP投影机的内部结构示意图；

图2为本发明投影装置的内部结构示意图；

图3为本发明散热模块的示意图；

图4A～4C为本发明中，导热装置的各种实施方式示意图；

图5为本发明投影装置的内部结构的另一较佳实施例示意图；

图6为图5中散热模块的较佳实施例示意图；

图7为图5中散热模块的另一较佳实施例示意图；

图8为图5中散热模块的又一较佳实施例示意图；

图9为图5中散热模块的再一较佳实施例示意图；

图10为本发明投影装置的内部结构的又一较佳实施例示意图；以及

图11为可连接两根热管的鳍片的平面示意图。

主要元件标记说明

10 DLP投影机  11    光源

12 风扇       13    光机

15 DMD模块    16    散热片

17    遮光片    19    机壳

191   通风孔    20    投影装置

21    光源      22    风扇

221   冷却风流  23    光机

24    风扇      25    DMD模块

251   DMD芯片   26    印刷电路板

29    机壳      291   通风孔

30    散热模块  31    导热装置

311   接触部    311a  第一侧面

311b  第二侧面  313   散热基板

313a  基板鳍片  33    热管

331   第一部分  333   第二部分

35    鳍片      350   鳍片主体部

351   第一侧边  352   弯折部

353   第二侧边

具体实施方式

图2所示为本发明的投影装置20的第一实施例结构。一般而言，投影装置20包含光源21、光机23、DMD模块25、以及散热模块30，投影装置20还可包含其它投影时的必要元件，例如印刷电路板26等等，在此不特别赘述。另外，此实施例中可在适当位置设置有风扇22、24，以在投影装置20内形成冷却风流，上述元件皆设置于机壳29之内，用以执行正常的投影功能。

其中，DMD模块25还包含DMD芯片251，该DMD芯片251用来处理光源21所提供的光线，及输入的图像信号，故成为主要发热部分。本发明的散热模块30针对DMD模块25提供散热功能，更明确地来说，针对DMD模块25的DMD芯片251提供散热功能。

图3为该散热模块30的结构示意图。散热模块30基本上由一个导热装置31、至少一根热管33、以及至少一个鳍片35所组成，在本实施例中，以一根热管33及多个鳍片35进行说明。热管33具有第一部分331以及第二部分333，其中第一部分331与导热装置31相连接，而第二部分333则连接在多个鳍片35之间。由于第一部分331与第二部分333相互导热连接，故DMD模块25因处理光线所产生的热，得以通过该导热装置31与DMD模块25相接触(更明确地来说，与该DMD芯片251相接触)，再经过该热管33，传递至鳍片35后向外逸散。在实际制造生产时，热管33可与导热装置31一体成型，也可以在制造过程中再将热管33焊接或黏着于导热装置31上。

导热装置31的剖面示意图如图4A所示，其公开导热装置31的其中一种实施方式。导热装置31包含接触部311，接触部311具有第一侧面311a及相对于第一侧面311a的第二侧面311b，第一侧面311a在应用时可邻接DMD芯片251，而热管33的第一部分331则可连接该第二侧面311b。较佳地，导热装置31还包含散热基板313，邻接接触部311的第二侧面311b，且相较于接触部311，该散热基板313具有较大的面积，以提高散热效率。明确地来说，此时热管33的第一部分331连接且完全嵌入散热基板313中，并实质上与接触部311的第二侧面311b接触。更佳地，散热基板313在相对接触部311的外侧面上，形成有至少一个基板鳍片313a(或其它简单导热装置)，通过基板鳍片313a增加与冷却风流的热交换面积，更有助于提高散热效率。

图4B及图4C为导热装置31的其它可行的实施方式，与前述的实施方式不同的是，在图4B中，热管33的第一部分331粘贴在该散热基板313的外侧面上，并与接触部311相对设置；而在图4C中，热管33的第一部分331自散热基板313的外侧面，部分嵌入散热基板313中。

须说明的是，在图4A、4B、4C中，虽然附图显示散热基板313以及基板鳍片313a，其设置仅用以提高散热效率，并非用以限定本实施方式的必要元件。

请再次参照图2，本发明的散热模块30还包含风扇22，邻设于鳍片35，该风扇22可产生冷却风流221，辅助冷却自鳍片35向外逸散的热空气，由于冷却风流221在投影装置20内的流动，可建立一个冷却对流场，这样也有助于其它元件的散热。较佳地，可调整风扇22的位置，使其所产生的冷却风流221实质上朝向投影装置的内部，更佳为朝向光源21，由于光源21通常为投影装置20内最高温的发热体，朝向光源21的冷却风流221将有助其散热。

此外，为促使冷却风流的对流场更容易形成，本发明的投影装置20在机壳29上可设有多个通风孔291，还可再配合其它风扇24，以利投影装置20内所有元件的散热。以本实施例为例说明，上述其它风扇24设置在多个通风孔291的相对侧，并进行抽吸气流的动作，以使内部空气对流场的建立更为完整且有效率。当然，其它风扇24的设置位置并不受限于此，其改而设置于多个通风孔291的同侧、或是其它可助于散热的位置，均为可替代的选择。

在理想状况下，光源21所产生的光线应全部提供至光机23以在投影时使用，然而在实际应用时，光线的散射是难以避免的。为方便说明，在此将光源21所产生的光线区分为第一部分光线及第二部分光线(图中未表示)；其中，第一部分光线导入光机供投影使用，而第二部分光线则为散射于光机外，无法利用的光线。DMD模块25所生的热，即源自光源21所产生的第一部分光线，而第二部分光线可能散射出机壳29外，造成使用上及品质呈现上的障碍。

本发明的第二实施例的安排方式，即为可同时解决泄漏的第二部分光线的较佳实施例。如图5所示，本实施例的散热模块30，可配合风扇24，产生冷却风流，用以冷却鳍片35。

请进一步参照图6，其为本实施例中散热模块30的示意图，其中，多个鳍片35实质上沿热管33的第二部分333的长度方向顺序平行设置，鳍片35间形成多个平行空间，以供冷却气流流通，进而逸散该热空气。为方便说明，定义各该鳍片35具有第一侧边351及第二侧边353，该第一侧边351关于热管33的第二部分333，与第二侧边353相对。其中，各第一侧边351与其相邻的鳍片的第二侧边353，在该光源21所产生的第二部分光线的方向S上，至少部分互相重叠，如图6中的虚线表示。进一步来说，在此实施方式中，多个鳍片35均与热管33的第二部分333间构成实质上为非垂直的夹角，以形成用以遮光的重叠部分；在实际应用时，也可呈实质上为90度的夹角，此时鳍片35即不提供较佳的遮光功能。

另一个多个鳍片35的实施方式如图7所示，其中各该鳍片35具有鳍片主体部350、以及与鳍片主体部350连接的弯折部352，第一侧边351形成于鳍片主体部350，而第二侧边353则形成于弯折部352。进一步来说，在此实施方式中，各鳍片主体部350与热管33的第二部分333间构成实质上为垂直的夹角，而各弯折部352与热管33的第二部分333间则构成实质上非垂直的夹角，而鳍片35也可设计成具有多个弯折部352，以增加重叠遮光的部分。通过这种设置，弯折部352与鳍片主体部350在该光源21所产生的第二部分光线的方向S上，至少部分互相重叠，以达到遮光效果。

图8所示为又一较佳实施例，鳍片35在第一侧边351及第二侧边353皆形成有弯折部352，更佳为朝向相反的方向，以利于在第二部分光线的方向S上，形成重叠部分。

图9所示为再一较佳实施例，鳍片主体部350实质上为弧形，通过各鳍片35的中心处、与第一侧边351及第二侧边353间所形成的位置差，使其在第二部分光线的方向S上，形成可遮光的重叠部分。

本发明的散热模块30并不限于以单一热管成型，如图10所示，热管33的第二部分333包含构成夹角的两个区段，鳍片35分别设置与该两个区段连接，虽然附图并未特别表示多个热管的各种安排方式，但可以想见，不论热管33的第一部分或第二部分，均可根据需要，以多种安排方式，搭配多种鳍片35的设置，以助于DMD模块25的散热并配合空间。举例来说，当本发明的鳍片35搭配多个热管33时，鳍片主体部350的平面示意图如图11所示，鳍片主体部350具有两个孔洞，可同时供两根热管35贯穿连接，孔洞的设计端视热管35的数量而定，以达到预期的散热效率

通过上述的公开，本发明的散热模块30可利用热管33及鳍片35，大幅提高针对DMD模块25的散热效率，且鳍片35除了具有快速散热的功能外，鳍片35间少部分互相重叠的设计还可以同时具有遮光效果，省去遮光板的设置，更有利于内部狭小空间的设计及有效冷却对流场的建立。

另外，如同前述实施例的其它选择配置，风扇24设在多个通风孔291的相对侧、同侧或其它位置，以抽吸或吹拂气流的方式设计，皆为图5及图10的实施例可以选择的其它方式。

上述的实施例仅用来例举本发明的实施方式，以及阐释本发明的技术特征，并非用来限制本发明的保护范围。任何所属技术领域的技术人员可以轻易完成的改变或均等性的安排均属于本发明所主张的范围，本发明的权利保护范围应以权利要求为准。

Claims (23)

1.一种用于投影装置的散热模块，该投影装置包含数字微镜装置模块，其特征是该散热模块包含：

导热装置，与该数字微镜装置模块相接触；

至少一根热管，具有第一部分以及与该第一部分导热连接的第二部分，该至少一根热管在该第一部分与该导热装置相连接；以及

至少一个鳍片，与该热管的第二部分连接；

因此，数字微镜装置模块因处理光线所生的热，得以通过该导热装置，经过该热管，再传递至该至少一个鳍片后向外逸散。

2.根据权利要求1所述的散热模块，其特征是实质上包含一根热管及多个鳍片。

3.根据权利要求2所述的散热模块，其特征是该数字微镜装置模块还包含数字微镜装置芯片，该导热装置与该数字微镜装置芯片相接触，其中该数字微镜装置芯片为处理该光线的主要发热部分。

4.根据权利要求2所述的散热模块，其特征是该导热装置包含：

接触部，具有第一侧面及相对于该第一侧面的第二侧面，该第一侧面邻接该数字微镜装置模块；该热管的第一部分连接该第二侧面。

5.根据权利要求2所述的散热模块，其特征是该热管的第二部分连接该多个鳍片。

6.根据权利要求2所述的散热模块，其特征是该导热装置还包含：

接触部，具有第一侧面及相对于该第一侧面的第二侧面，该第一侧面邻接该数字微镜装置模块；

散热基板，邻接该接触部的第二侧面，且相较于该接触部，该散热基板具有较大的面积；该热管的第一部分则连接该散热基板。

7.根据权利要求6所述的散热模块，其特征是该散热基板在与该接触部相对的外侧面上，形成有至少一个基板鳍片。

8.根据权利要求6所述的散热模块，其特征是该热管粘贴在该散热基板的外侧面上，并与该接触部相对设置。

9.根据权利要求6所述的散热模块，其特征是该热管部分由该散热基板的外侧面，嵌入该散热基板中，并与该接触部相对设置。

10.根据权利要求6所述的散热模块，其特征是该热管完全嵌入该散热基板中，并实质上与该接触部的第二侧面接触。

11.根据权利要求2所述的散热模块，其特征是该热管与该导热装置为一体成型。

12.根据权利要求2所述的散热模块，其特征是该热管焊接在该导热装置上。

13.根据权利要求2所述的散热模块，其特征是还包含风扇，邻设于该多个鳍片，该风扇可产生冷却风流，辅助冷却自该鳍片向外逸散的热空气。

14.根据权利要求2所述的散热模块，其特征是该投影装置还包含光源，该数字微镜装置模块所生的热，为源自该光源所产生的第一部分光线。

15.根据权利要求14所述的散热模块，其特征是还包含风扇，可产生冷却风流，辅助冷却自上述这些鳍片向外逸散的热空气。

16.根据权利要求15所述的散热模块，其特征是该冷却风流实质上朝向该投影装置的内部。

17.根据权利要求16所述的散热模块，其特征是该多个鳍片实质上沿该热管的第二部分的长度方向顺序平行设置，并形成多个平行空间，供逸散该热空气。

18.根据权利要求17所述的散热模块，其特征是各该鳍片具有第一侧边及第二侧边，该第一侧边关于该热管的第二部分，与该第二侧边相对。

19.根据权利要求18所述的散热模块，其特征是各该第一侧边与其相邻的鳍片的第二侧边，在该光源所产生的第二部分光线的方向上，至少部分互相重叠。

20.根据权利要求18所述的散热模块，其特征是各该鳍片具有鳍片主体部及与该鳍片主体部连接的弯折部，该第一侧边形成于该鳍片主体部，而该第二侧边，则形成于该弯折部。

21.根据权利要求18所述的散热模块，其特征是该多个鳍片与该热管的第二部分间构成实质上非垂直的夹角。

22.根据权利要求20所述的散热模块，其特征是各该鳍片主体部与该热管的第二部分间构成实质上为垂直的夹角；而各该弯折部与该热管的第二部分间构成实质上非垂直的夹角。

23.根据权利要求2所述的散热模块，其特征是该热管的第二部分具有构成夹角的两个区段，上述这些鳍片即分别与该两个区段连接。

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