CN101308318A - 光阀装置 - Google Patents
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Abstract
一种光阀装置，包括一电路板、一光阀及一散热结构，其中，电路板具有一穿孔，光阀是设于电路板的一第一表面，散热结构设于电路板的一第二表面且包括一散热本体及一导热块，散热本体的一表面设有一槽道，槽道具有一接合面及相对接合面的一开口，而接合面的最大宽度大于开口的最大宽度，导热块包括一固定部及一连接于固定部的导热部，固定部嵌固于槽道内且其一底面抵靠于接合面，导热部穿过穿孔与光阀相接触，借由散热本体及导热块的设置以提高散热结构可靠性，进而增加光阀散热速度。
Description
【技术领域】
本发明是有关于一种投影系统，且特别是有关于一种适用于投影系统的光阀装置。
【背景技术】
在投影系统中，光阀直接影响投影影像品质，因此维持光阀工作温度格外重要。请参考图1及图2，习知技术中，是先将光阀11装设于托座12上，再组装于电路板13上，后在相对设置光阀11位置的电路板13背面装设一散热结构14，散热结构14为具有散热鳍片143的一散热本体141与借由导热贴片15与光阀11相连接的一导热块142，借由导热块142以将光阀11所产生的热量传导至散热本体141，再透过散热本体141与空气产生对流而将热量移除，以达到冷却光阀11。
而目前散热结构14的材质多使用比重较轻的铝，但由于投影系统亮度需求越来越高，相对的光阀11工作温度也越来越高，为了提高散热结构14的散热能力，目前解决方式是将散热结构14的材质更换为铜或导热更好的材质，但由铜制成的散热结构14成本较高且重量较重，因此，只将散热结构14中的导热块142改为铜材质，而散热本体141仍使用铝。
然而，当散热本体141与导热块142材质不同时，就会产生结合上的困难，目前采取的结合方法有二：其一为利用焊接来结合散热本体141与导热块142，但焊接成本较高且会造成散热结构14强度较差；另一种方法是将散热本体141与导热块142利用螺丝锁在一起，但因为导热块142接触热源(即光阀11)处有螺丝头会使得散热结构14的散热效果差，且需钻孔、攻牙与锁螺丝等制程使得加工成本较高，再者，若螺丝没锁好也不易发觉，且当螺丝松脱时易使散热结构14稳定性下降。
【发明内容】
本发明的目的是在于提供一种光阀装置，由于散热结构透过散热本体的槽道形状与相对应导热块的固定部的设计，直接组合散热本体与导热块，借此可降低热阻，以提高散热结构可靠性，进而增加光阀散热速度。
本发明的另一目的是在于提供一种光阀装置，利用导热块的热传导系数大于散热本体，使得与光阀相接触的导热块可迅速将热量传导至散热本体，且可达到成本低、重量轻及散热迅速的效果。
为了达到上述目的，本发明提供一种光阀装置，包括：
一电路板，具有一第一表面、一相对于该第一表面的第二表面及贯穿该第一表面及该第二表面的一穿孔；
一光阀，设于该电路板的第一表面；以及
一散热结构，设于该电路板的第二表面，其特征在于：该散热结构包括：
一散热本体，其面向该电路板的第二表面的一表面设有一槽道，该槽道定义一长度方向及一垂直于该长度方向的宽度方向，该槽道的两端沿该长度方向延伸到该散热本体的两端，且该槽道具有一接合面及相对该接合面的一开口，而该接合面于该宽度方向的最大宽度大于该开口于该宽度方向的最大宽度；以及
一导热块，包括一固定部及一连接于该固定部的导热部，该固定部嵌固于该槽道内且其一底面抵靠于该接合面，该导热部穿过该穿孔与该光阀相接触。
本发明的其他目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。为达上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本发明一实施例的光阀装置，包括一电路板、一光阀及一散热结构，其中，电路板具有一穿孔，光阀是设于电路板的一第一表面，散热结构设于电路板的一第二表面且包括一散热本体及一导热块，散热本体的一表面设有一槽道，槽道具有一接合面及相对接合面的一开口，而接合面的最大宽度大于开口的最大宽度，导热块包括一固定部及一连接于固定部的导热部，固定部嵌固于槽道内且其一底面抵靠于接合面，导热部穿过穿孔与光阀相接触，借由散热本体及导热块的设置以提高散热结构可靠性，进而增加光阀散热速度。
综上所述，本发明的光阀装置至少具有下列优点之一：
1、由于散热结构透过散热本体的槽道形状与相对应导热块的固定部的设计，不需借由其他媒介或元件，直接组合散热本体与导热块，借此降低热阻，提高散热结构可靠性，进而增加光阀散热速度。
2、导热块的热传导系数大于散热本体，使得与光阀相接触的导热块可迅速将热量传导至散热本体，且整体散热结构相较于习知，可达到成本低、重量轻及散热迅速的效果。
【附图说明】
图1是习知光阀装置的示意图。
图2是图1所示的光阀装置的侧视剖面图。
图3A是本发明一实施例的光阀装置的立体分解图。
图3B是图3A所示的光阀装置的侧视剖面图。
图4A是本发明一实施例的光阀装置的另一散热结构的侧视剖面图。
图4B是本发明一实施例的光阀装置的又一散热结构的侧视剖面图。
图5A是本发明另一实施例的光阀装置的散热结构的立体分解图。
图5B是图5A所示的光阀装置的立体组合图。
图5C是图5B所示的光阀装置的侧视剖面图。
【具体实施方式】
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的一较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。
请参考图3A及图3B，本发明一实施例的光阀装置2适用于一投影系统。光阀装置2包括一电路板23、一光阀21、一托座22、一散热结构24及一导热片25。
其中，电路板23具有一第一表面232、一相对于第一表面232的第二表面233及贯穿第一表面232与第二表面233的一穿孔231。电路板23例如为印刷电路板。
光阀21是设于电路板23的第一表面232，且光阀21的中央对应于穿孔231。于本实施例中，光阀21例如为数位微镜装置(digital micro-mirrordevice，DMD)。
托座22设于光阀21与电路板23之间，托座22具有一凹槽221，光阀21是嵌设于凹槽221中且凹槽221的内表面贴靠于光阀21的一表面，凹槽221的外表面贴靠于电路板23的第一表面232，借由托座22与光阀21及托座22与电路板23相贴靠的表面，以将光阀21与电路板23电性连接。托座22更具有一贯穿凹槽221的内表面与外表面的穿孔222，穿孔222相对于电路板23的穿孔231设置。
散热结构24是设于电路板23的第二表面233，且散热结构24包括一散热本体241及一导热块242。散热本体241面向电路板23的第二表面233的一表面设有一槽道2410，槽道2410定义一长度方向A及一垂直于长度方向A的宽度方向B，槽道2410的两端沿长度方向A延伸到散热本体241的两端，且槽道2410具有一接合面2411及相对接合面2411的一开口2412，而接合面2411于宽度方向B的最大宽度大于开口2412于宽度方向B的最大宽度。散热本体241背对电路板23的第二表面233的一表面设有一散热鳍片2413。导热块242包括一固定部2420及一连接于固定部2420的导热部2422。固定部2420嵌固于槽道2410内，且固定部2420的底面2421抵靠于接合面2411。导热部2422穿过电路板23的穿孔231以及托座22的穿孔222后与光阀21相接触。导热块242的底面2421的面积是小于散热本体241其面向电路板23的第二表面233的表面面积。而导热片25设置于光阀21与导热块242的导热部2422之间，且正对穿孔231、222设置。
于本实施例中，槽道2410为鸠尾槽，固定部2420为一与鸠尾槽相组配的鸠尾座，详细地说，散热本体241的槽道2410的相对两侧边2414沿接合面2411至开口2412呈渐缩延伸(即沿接合面2411的法线方向)，每一侧边2414形成截面为楔型的楔型槽，借此使接合面2411的最大宽度大于开口2412的最大宽度。此外，导热块242的固定部2420对应楔型槽具有楔型突出部，使得固定部2420嵌固于槽道2410内。当导热块242借由固定部2420沿长度方向A滑入散热本体241的槽道2410的适当位置后，再施力于散热本体241的槽道2410的两侧边(即楔型槽的上方)使其产生变形，而将导热块242与散热本体241结合，使得不同材质的导热块242与散热本体241可以透过槽道2410及固定部2420的相嵌固达到接触组合，以较快速、低热阻及低成本的方式完成结合。
此外，导热块242的热传导系数大于散热本体241的热传导系数，在本实施例中，散热本体241是为比重轻的铝材质，导热块242是为铜、银等高热传导系数的材质，但皆不以此为限。散热本体241例如为铝挤型方式直接挤出成型，导热块242例如为铜挤型或锻造方式加工成型。
由于导热块242的热传导系数大于散热本体241的热传导系数，且散热本体241与导热块242采用接触组合方式而具有较低的热阻。当散热本体241以接合面2411上的导热块242与光阀21接触时，光阀21的热能可迅速传导至导热块242上，再由导热块242经散热本体241，最后透过散热本体241与空气产生对流而将热量移除，借以提高光阀21表面的散热速度，因此可改善习知技术中，因焊接或螺锁造成的散热结构强度差、散热速度不佳、热阻高与稳定性低等缺点。如此一来，光阀21因散热结构24的设置而具有较佳的散热速度，以维持光阀的工作温度，进而保持较好的投影影像品质。
然而，散热本体组合导热块的槽道形状不以上述实施例为限，请参考图4A及图4B，其散热结构34、44与图3A的散热结构24相似，差别处在于散热本体组合导热块的槽道形状不同。更详细地说，于图4A中，散热本体341的每一侧边为截面为扇型的扇型槽，而导热块342的固定部3420对应扇型槽具有一扇型突出部。于图4B中，散热本体441的每一侧边为截面为矩型的矩型槽，而导热块442的固定部4420对应矩型槽具有一矩型突出部。此外，于此两实施例的散热结构34、44的优点与散热结构24的优点相同，在此不再重述。
请参照图5A至图5C，本实施例的散热结构54与图3A的散热结构24相似，更详细地说，相较于图3A的散热结构24，本实施例的散热结构54更包括一热导管543，热导管543的一端装设于散热本体541的槽道5410与导热块542之间，另一端是延伸到槽道5410外。此外，对应于热导管543的形状，散热本体541的接合面5411与导热块542的底面5421皆具有一容置空间，当散热本体541与导热块542相互组合以共同容置热导管543于其中，换言之，散热本体541与导热块542利用容置空间夹住热导管543。如使一来，借由导热块542将光阀所产生的热量迅速传导至散热本体541外，更可借热导管543的散热特性增加整体散热结构54的散热速度。其中，热导管543延伸到槽道5410外的一端亦可套皆散热鳍片增加散热效果(图未示)。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明的上述说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明涵盖的范围内。另外本发明的任一实施例不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。
【主要元件符号说明】
2：光阀装置
21：光阀
22：托座
23：电路板
24、34、44、54：散热结构
241、341、441、541：散热本体
242、342、442、542：导热块
25：导热片
221：凹槽
222、231：穿孔
232：第一表面
233：第二表面
2410、5410：槽道
2411、5411：接合面
2412：开口
2413：散热鳍片
2414：侧边
2420、3420、4420：固定部
2421、5421：底面
2422：导热部
543：热导管
A：长度方向
B：宽度方向
Claims (14)
1.一种光阀装置，包括：
一电路板，具有一第一表面、一相对于该第一表面的第二表面及贯穿该第一表面及该第二表面的一穿孔；
一光阀，设于该电路板的第一表面；以及
一散热结构，设于该电路板的第二表面，其特征在于：该散热结构包括：
一散热本体，其面向该电路板的第二表面的一表面设有一槽道，该槽道定义一长度方向及一垂直于该长度方向的宽度方向，该槽道的两端沿该长度方向延伸到该散热本体的两端，且该槽道具有一接合面及相对该接合面的一开口，而该接合面于该宽度方向的最大宽度大于该开口于该宽度方向的最大宽度；以及
一导热块，包括一固定部及一连接于该固定部的导热部，该固定部嵌固于该槽道内且其一底面抵靠于该接合面，该导热部穿过该穿孔与该光阀相接触。
2.如权利要求1所述的光阀装置，其特征在于：还包括一托座，该托座设于该光阀与该电路板之间，且该托座具有一凹槽，该光阀嵌设于该凹槽中，而该凹槽的内表面贴靠于该光阀的一表面，该凹槽的外表面贴靠于该电路板的第一表面，将该光阀与该电路板电性连接。
3.如权利要求2所述的光阀装置，其特征在于：该托座具有一贯穿该凹槽的内表面与该外表面的穿孔，该托座的该穿孔相对于该电路板的该穿孔设置。
4.如权利要求1所述的光阀装置，其特征在于：还包括一导热片，设置于该光阀与该导热块的导热部之间，且正对该电路板的穿孔。
5.如权利要求1所述的光阀装置，其特征在于：该光阀为一数位微镜装置。
6.如权利要求1所述的光阀装置，其特征在于：该导热块的该底面的面积小于该散热本体其面向该电路板的第二表面的该表面的面积。
7.如权利要求1所述的光阀装置，其特征在于：该散热本体其背对该电路板的第二表面的一表面设有散热鳍片。
8.如权利要求1所述的光阀装置，其特征在于：该导热块的热传导系数大于该散热本体的热传导系数。
9.如权利要求1所述的光阀装置，其特征在于：该导热块的材质可为铜或银，该散热本体的材质可为铝。
10.如权利要求1所述的光阀装置，其特征在于：该槽道的两侧边分别为一截面为楔型的楔型槽，该导热块的固定部是对应该楔型槽具有一楔型突出部。
11.如权利要求1所述的光阀装置，其特征在于：该槽道的两侧边分别为一截面为扇型的扇型槽，该导热块的固定部是对应该扇型槽具有一扇型突出部。
12.如权利要求1所述的光阀装置，其特征在于：该槽道的两侧边分别为一截面为矩型的矩型槽，该导热块的固定部是对应该矩型槽具有一矩型突出部。
13.如权利要求1所述的光阀装置，其特征在于：该槽道是一鸠尾槽，该固定部是一与该鸠尾槽相组配的鸠尾座。
14.如权利要求1所述的光阀装置，其特征在于：该散热结构还包括一热导管，该热导管的一端装设于该槽道与该导热块的该固定部之间，另一端延伸到该槽道外。
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