CN101377613A - 投影装置及散热方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种投影装置及散热方法。该投影装置包括第一机构、第二机构以及连接机构。第一机构包括第一壳体、光学元件以及至少一个导热元件。光学元件设置于第一壳体内，且光学元件投射图像并产生热源。导热元件设置于光学元件上，用来吸收该热源。第二机构包括第二壳体和散热元件。散热元件设置于第二壳体内。连接机构用来连接第一机构和第二机构，其中连接机构包括至少一个导热管。导热管与导热元件以及散热元件连接，并形成至少一个封闭回路，导热管用来将热源传导至散热元件，以冷却光学元件。散热方法包括：(a)提供第一机构；(b)提供第二机构；(c)用导热元件吸收该热源；以及(d)自该导热元件传导该热源至该散热元件。

Description

投影装置及散热方法

技术领域

本发明涉及一种投影装置及散热方法，且特别涉及一种分离散热元件与光学元件的投影装置及散热方法。

背景技术

投影机的使用主要是将图像放大，并投影到屏幕上。投影机主要构成元件为投影镜头和灯泡等，灯泡发射的光线经由投影镜头将图像投射到屏幕上。使用投影机时，灯泡必须持续地发光，且其发光强度必须足以将放大的图像投射到屏幕上。在灯泡持续的发光状态下，其热度会一直增加。因此投影机内部的温度会不断上升。投影机的温度过高时，其内部的元件非常容易损坏，因此投影机的散热设计非常重要。

传统上投影机的散热设计是在投影机内设置散热装置，该散热装置为散热风扇，并在投影机的机壳上设计入风口和出风口。通过散热风扇的运行，由入风口导入常温下的气体进入投影机中，以冷却投影机中的元件，再由出风口将热气导出，形成有效的气体散热循环，使投影机能保持在不过热的状态下正常运行。由于散热风扇运转时会产生大量噪音，以及出风口会产生热气，使得使用者在投影机运转时会被噪音影响，以及被热风吹拂时产生不愉快的感觉。此外，投影机上为散热所设计的入风口和出风口，虽然可以解决投影机内部热源散热的问题，但也易使外界的灰尘进入投影机内部，对内部元件产生影响。

发明内容

本发明涉及一种投影装置及散热方法，通过连接机构连接光学元件和散热元件，以使光学元件与散热元件分别处于不同机构中。

根据本发明的第一方面，提供了一种投影装置，该投影装置包括第一机构、第二机构以及连接机构。第一机构包括第一壳体、光学元件以及至少一个导热元件。光学元件设置于第一壳体内，且光学元件投射图像并产生热源。导热元件设置于光学元件上，用来吸收该热源。第二机构包括第二壳体和散热元件。散热元件设置于第二壳体内。连接机构用来连接第一机构和第二机构，其中连接机构包括至少一个导热管。导热管与导热元件和散热元件连接，并形成至少一个封闭回路(闭合回路)，导热管用来将热源传导至散热元件，以冷却光学元件。

根据本发明的投影装置，其中该连接机构进一步包括:至少一种导热流体，设置于该导热管内；以及至少一个泵，以使该导热流体在该导热管的该封闭回路中循环流动。

根据本发明的投影装置，其中该连接机构进一步包括:交换槽，设置于该导热元件和该导热管之间，以使该导热流体进行热交换。

根据本发明的投影装置，其中该交换槽的材质为导热材料。

根据本发明的投影装置，其中该导热流体为比热大于等于1的流体。

根据本发明的投影装置，其中该导热流体为冷媒或纯水。

根据本发明的投影装置，其中该导热管的管壁的材质为隔热材料。

根据本发明的投影装置，其中该第一机构包括多个导热元件，该连接机构包括多个导热管，该导热管并联该导热元件和该散热元件以形成多个封闭回路。

根据本发明的投影装置，其中该连接机构进一步包括:多种导热流体，分别设置于该导热管内；以及多个泵，以使该导热流体在该导热管的该封闭回路中循环流动。

根据本发明的投影装置，其中该第一机构包括多个导热元件，该导热管串联该导热元件和该散热元件以形成该封闭回路。

根据本发明的投影装置，其中该第二壳体具有开口，该第二机构进一步包括:风扇，设置于该第二壳体内，该风扇经由该开口使该第二机构的内部气流与外界对流，以使该散热元件散热。

根据本发明的投影装置，其中该连接机构进一步包括:电路，电性连接该第一机构和该第二机构。

根据本发明的投影装置，其中该第二机构进一步包括:电源供应器，设置于该第二壳体内，用来提供该第一机构和该第二机构的电源。

根据本发明的投影装置，其中该第二机构进一步包括:驱动器，设置于该第二壳体内，用来驱动该第一机构的该光学元件。

根据本发明的投影装置，其中该导热元件为致冷芯片(Thermoelectric Cooling，TEC)。

根据本发明的投影装置，其中该致冷芯片的两端分别为热面和冷面，其中，该冷面与该光学元件相连，该热面与该导热管相连。

根据本发明的投影装置，其中该光学元件包括:镜头(Lens)；以及灯源(Lamp)，射出光线至该镜头。

根据本发明的投影装置，其中该散热元件为热交换器。

根据本发明的投影装置，其中该热交换器为空气冷却式热交换器或水冷式热交换器。

根据本发明的投影装置，其中该第一机构为封闭空间。

根据本发明的第二方面，提供了一种散热方法。该散热方法包括以下步骤:(a)提供第一机构，且第一机构包括光学元件，光学元件投射图像并产生热源；(b)提供第二机构，第二机构包括散热元件；(c)用导热元件吸收该热源；以及(d)自导热元件传导热源至散热元件。

根据本发明的散热方法，其中该步骤(d)进一步包括:(d1)推动导热流体循环流动于该导热元件和该散热元件之间。

为使本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并结合所附附图，作详细说明如下:

附图说明

图1A示出了依照第一实施例的投影装置的示意图；

图1B示出了依照图1A中导热管和导热元件的放大示意图；

图1C示出了依照图1A中导热管的放大示意图；

图2示出了依照本发明第一实施例的投影机构的散热方法流程图；以及

图3示出了本发明的第二实施例的投影装置示意图。

具体实施方式

本发明的投影装置及散热方法通过连接机构分离光学元件和散热元件。光学元件所产生的热源可经由连接机构传导至散热元件散热，从而解决因散热元件所产生的热源以及噪音。以下以内部结构不同的投影装置通过不同实施例作详细的说明。

第一实施例

参照图1A，其示出了依照第一实施例的投影装置的示意图。投影装置100包括第一机构120、第二机构140以及连接机构160。第一机构120包括第一壳体121、光学元件122以及多个导热元件125。光学元件122设置于第一壳体121内，该光学元件122投射图像并产生热源。多个导热元件125设置于光学元件122上，用来吸收热源。第二机构140包括第二壳体141以及散热元件144。散热元件144设置于第二壳体141内。连接机构160用来连接第一机构120和第二机构140。在本实施例中，连接机构160包括多个导热管161。导热管161与导热元件125和散热元件144连接，以形成多个封闭回路，且导热管161用来传导热源至散热元件144，以冷却光学元件122。

同时参照图1A和图2，图2示出了依照本发明第一实施例的投影机构的散热方法的流程图。首先，在图2的步骤201中，提供第一机构120，并且第一机构120包括光学元件122。在本实施例中，光学元件122设置于第一壳体121中，其中光学元件122包括镜头(Lens)123和灯源(Lamp)124。当光学元件122运转时，灯源124射出光线经过镜头123，投射至外界以产生图像。因此，灯源124和光线经过的镜头123都产生热源。

接着在步骤202中，提供第二机构140，第二机构140包括散热元件144。该散热元件144设置于第二壳体141中，且该散热元件144例如为热交换器(Heat Exchanger)。在本实施例中，热交换器例如为空气冷却式热交换器或水冷式热交换器。此外，第二壳体141具有开口142且第二机构140进一步包括风扇146。风扇146设置于第二壳体141内，且风扇146经由开口142使该第二机构140的内部气流与外界对流，以使散热元件144散热。

然后，在图2的步骤203中，通过导热元件125吸收该热源。导热元件125设置于光学元件122的每一元件(例如镜头123和灯源124)上以吸收热源。

参照图1B，其示出了依照图1A中导热管和导热元件的放大示意图。在本实施例中，导热元件125优选地为致冷芯片。因为致冷芯片是具有热电能量转换特性的材料，因此在通过直流电时，致冷芯片两端会产生不同的温度。换句话说，由于其材料特性，致冷芯片在导电时其一面会降温而称为冷面125a，另一面则会升温而称为热面125b。因此将导热元件125的冷面125a与光学元件122(镜头123或灯源124，在图1B中，以镜头123为例)相连，用来冷却和吸收由光学元件122(镜头123或灯源124)所产生的热源。

同时参照图1A和图1C。图1C其示出了依照图1A中导热管的放大示意图。如图2的步骤204，提供连接机构160，用来连接导热元件125和散热元件144，以形成封闭回路。如图1A所示，多个导热管161以并联方式与这些导热元件125和散热元件144连接，以形成多个封闭回路。如图1C所示，连接机构160进一步包括导热流体162、多个泵163(在图1A中示出)以及电路165。导热流体162设置于导热管161内。泵163用来使导热流体162在这些导热管161的封闭回路中循环流动。电路165可设置于导热管161内或导热管161外，第一机构120通过电路165电连接于第二机构140。第二机构140进一步包括电源供应器(Power)143和驱动器(Driver)145。电源供应器143设置于第二壳体141内，用来提供第一机构120和第二机构140的电源。驱动器145设置于第二壳体141内，用来驱动第一机构120的光学元件122。电路165除可将第二机构140的电源供应器143的电力传导至第一机构120，以提供光学元件122的电力外，驱动器145也可经由该电路165驱动第一机构120的光学元件122。

再参照图1A。如图2的步骤205中，推动导热流体162循环流动于导热元件125和散热元件144之间。由于导热管161连接导热元件125和散热元件144以形成封闭回路，且导热流体162设置于导热管161中。因此导热流体162即可经由多个泵163推动循环流动于导热管161中。

参照图1A和图1C。在步骤204中，自导热元件125传导热源至散热元件144。在本实施例中，导热流体162为比热大于等于1的流体，例如为冷媒或纯水，可有效使导热元件125的热源传导至导热流体162。连接机构160优选地包括交换槽164，该交换槽164设置于导热元件125和导热管161之间且交换槽164的材质为导热材料，可有效增加导热流体162与导热元件125的导热面积，以提高导热效率。

当导热流体162在交换槽164吸收热源时，会经导热管161的封闭回路回流至散热元件144散热。该风扇146使气流对流于该散热元件144间，使导热流体162加速排出热能，且经由第二壳体141的开口142，加快第二机构140内的热对流速度以使热能排出第二机构140。当导热流体162经散热元件144散热后，又具备吸热的传导能力，即可回流至导热元件125处吸收导热元件125传导的热源。如此循环流动，有效地将第一机构120所产生的热源传导至第二机构140散热。

此外，在本实施例中，导热元件125是致冷芯片。然而导热元件125并不局限于致冷芯片，也可以使用导热金属块直接将光学元件122所产生的热源传导至导热流体162，经由导热流体162传导散热。

另外，导热管161的管壁材质优选地进一步设置隔热材料，以隔离外部的热源传导至导热流体162，从而降低导热流体162的吸热能力。

再者，在本实施例中仅光学元件122设置于第一机构120，其余元件(如电源供应器143)设置于第二机构140。使得第一机构120的体积和重量可以缩至最小，以减少室内设置空间。然而除了光学元件122需设置于第一机构120以及散热元件144与风扇146需设置于第二机构140之外，其余元件可依实际情况改变其配置位置，并不加以限制。

此外，由于第一机构120和第二机构140通过连接机构160连接，使得第一机构120与第二机构140分开设置于不同位置。如图1A所示，第一机构120设置于第一空间R1，第二机构140设置于第二空间R2。第一空间R1例如为室内，第二空间R2例如为室外。或者第一空间R1例如为桌面上，第二空间R2例如为桌面下等。通过分离第一机构120中的光学元件122和第二机构140的散热元件144，可有效解决使用者在使用投影机时被噪音干扰以及热气吹拂的问题。

另外，在本实施例中，导热管161以并联方式连接具有产生热源的光学元件122(镜头123和灯源124)，并各自单独以封闭回路将热源传导至散热元件144散热。这种并联连接方式可确保各光学元件122均具有良好的散热效果。

第二实施例

参照图3，其示出了本发明的第二实施例的投影装置示意图。第二实施例的投影装置200和第一实施例的投影装置100同样经由导热管166连接导热元件125和散热元件144，以使光学元件122通过导热管166传导热源至散热元件144散热。第二实施例的投影装置200和第一实施例的投影装置100不同之处在于导热管166的配置方式。上述第一实施例的导热管161与导热元件125和散热元件144的连接方式使用并联的配置方法，如图1A所示出。而本实施例中，导热管166与导热元件125和散热元件144使用串联的配置方法，其余相同之处不再重复赘述。

在本实施例中，第一机构120包括多个导热元件125，且连接机构260包括多个导热管166。导热管166以串联方式与这些导热元件125和散热元件144连接，以形成封闭回路。而导热流体162(在图1B中示出)在该封闭封路内流动，以使第一机构120散热。

此外，在本实施例中，导热管166以串联方式连接具有产生热源的光学元件122，并以同一个封闭回路将热源传导至散热元件144散热，可减少导热管166的使用量且有效减少管路的配置空间，达到缩小投影装置200整体的体积的效果。

另外，上述两实施例分别以并联和串联两种连接方式作为不同实施例分别详细说明，然而这两种连接方式各自具有其适用情况。因此，投影装置的实施方式可依实际情况选择性地使用串联、并联或串联/并联混合使用。

本发明上述实施例所披露的投影装置及散热方法，利用连接机构将光学元件与散热元件分离，即可使光学元件与散热元件分别处于不同空间，有效解决使用者在使用投影装置时被噪音干扰以及热气吹拂的问题。此外，因为第一机构通过连接机构导热，不需要设置任何风扇和开口，而成为封闭空间，因此可有效隔绝外界灰尘，维持光学质量，进一步延长光学元件的使用寿命。

综上所述，虽然本发明已以优选实施例披露如上，但是其并非用以限定本发明。本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明作出各种更改和修饰。因此，本发明的保护范围应当以随后所附权利要求所界定的为准。

主要元件符号说明

100、200:投影装置                        120:第一机构

121:第一壳体                             122:光学元件

123:镜头                                 124:灯源

125:导热元件                             125a:冷面

125b:热面                                140:第二机构

141:第二壳体                             142:开口

143:电源供应器                           144:散热元件

145:驱动器                               146:风扇

160、260:连接机构                        161、166:导热管

162:导热流体                             163:泵

164:交换槽                               165:电路

R1:第一空间                              R2:第二空间

Claims (10)

1.一种投影装置，包括：

第一机构，包括：

第一壳体；

光学元件，设置于所述第一壳体内，所述光学元件投射图像并产生热源；以及

至少一个导热元件，设置于所述光学元件上，用来吸收所述热源；

第二机构，包括：

第二壳体；以及

散热元件，设置于所述第二壳体内；以及

连接机构，用来连接所述第一机构和所述第二机构，包括：

至少一个导热管，与所述导热元件和所述散热元件连接，并形成至少一个封闭回路，所述导热管用来传导所述热源至所述散热元件，以冷却所述光学元件。

2.根据权利要求1所述的投影装置，其中，所述连接机构进一步包括：

至少一种导热流体，设置于所述导热管内；以及

至少一个泵，以使所述导热流体在所述导热管的所述封闭回路中循环流动。

3.根据权利要求2所述的投影装置，其中，所述连接机构进一步包括：

交换槽，设置于所述导热元件和所述导热管之间，以使所述导热流体进行热交换。

4.根据权利要求3所述的投影装置，其中，所述交换槽的材质为导热材料。

5.根据权利要求2所述的投影装置，其中，所述导热流体为比热大于等于1的流体。

6.根据权利要求5所述的投影装置，其中，所述导热流体为冷媒或纯水。

7.根据权利要求1所述的投影装置，其中，所述导热管的管壁的材质为隔热材料。

8.根据权利要求1所述的投影装置，其中，所述第一机构包括多个导热元件，所述连接机构包括多个导热管，所述导热管并联所述导热元件和所述散热元件以形成多个封闭回路。

9.根据权利要求8所述的投影装置，其中，所述连接机构进一步包括：

多种导热流体，分别设置于所述导热管内；以及

多个泵，以使所述导热流体在所述导热管的所述封闭回路中循环流动。

10.一种散热方法，包括：

(a)提供第一机构，所述第一机构包括光学元件，所述光学元件投射图像并产生热源；

(b)提供第二机构，所述第二机构包括散热元件；

(c)用导热元件吸收所述热源；以及

(d)自所述导热元件传导所述热源至所述散热元件。

Images