CN101520593A - 投影系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种投影系统，其中包含光源模块、导流构件以及风扇。该导流构件包含中空的本体，至少一部分该光源模块设置于该本体中。该本体具有入风口及出风口。该风扇邻近于该入风口，并用以将气流沿第一方向吹向该入风口。该气流将沿第二方向离开该出风口，并且该第一方向不同于该第二方向。利用根据本发明的导流方式与风扇配置，投影系统中的两个光源或多个光源即使邻近于彼此设置，也不会发生散热不佳的状况。

Description

投影系统

技术领域

本发明涉及一种投影系统，并且更具体地，本发明涉及一种应用于投影系统的散热机制。

背景技术

近年来，随着各种电子产品的蓬勃发展，商用与家用的多媒体系统均日益普及。在大部分的多媒体系统中，最重要的硬件就属用以呈现影像的显示设备。如何提升显示设备的质量一直是相关厂商及设计者高度重视的议题。

投影系统具有体积小、安装容易、可提供大尺寸影像等优点，因此有越来越多的公共场所、企业或家庭剧院采用投影系统作为显示设备。由于许多公共场所的光线较为明亮，投影系统的亮度也必须相对地提升，才不致于让观看者感觉画面太暗，甚至无法看清楚其中的影像。

多数的投影系统利用单个水银灯泡或钨丝灯泡作为内部光源。为了符合上述明亮场所的需求，某些投影系统会通过增加光源的数量以提升亮度。如本领域的技术人员所知，投影系统的散热机制非常重要。一旦散热效果不佳，投影机中的灯泡、光学组件或电路都可能因此损坏或寿命缩短。由于光源是投影系统中主要的热能产生者，对于具有多灯源的投影系统来说，良好的散射设计尤其重要。

为了拉开灯源之间的距离，以避免各个灯源散发的大量热能过于集中，一般会选择将灯源以彼此远离的方式摆设，并在其间保留相当大的空隙。然而，这种设置方式具有空间利用率差的问题。换言之，为了提升亮度，此投影系统的体积不得不变的庞大笨重许多，因而形成另一个缺点。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种投影系统，其中的导流方式和风扇配置可帮助光源及光学模块有效散热，因此允许投影系统中的两个灯源或多个灯源被设置于相当靠近彼此的位置，进而解决先前技术中的多灯源投影系统体积过大的问题。

根据本发明的一个实施例为投影系统，其中包含光源、导流构件以及风扇。该导流构件包含中空的本体，至少一部分该光源模块设置于该本体中。该本体具有入风口及出风口。该风扇邻近于该入风口，并用以将气流沿第一方向吹向该入风口。该气流将沿第二方向离开该出风口，并且该第一方向不同于该第二方向。

根据本发明的投影系统，其中第二方向大致垂直于第一出光方向及第一方向。

根据本发明的投影系统，其中第一导流构件具有彼此相邻并环绕出光方向的第一侧壁与第二侧壁，第一入风口设置于第一侧壁，第一出风口设置于第二侧壁。

根据本发明的投影系统，进一步包含：第二风扇，邻近于第一出风口，用以协助邻近第一出风口的第一气流离开该投影系统。

根据本发明的投影系统，其中第一导流构件为支架，该支架用以支撑第一光源模块。

根据本发明的投影系统，其中第一风扇为鼓风机(blower)。

根据本发明的投影系统，进一步包含：第二光源模块，具有第二出光方向，并邻近于第一光源模块设置。

根据本发明的投影系统，进一步包含：隔板，设置于第一光源模块及第二光源模块之间。

根据本发明的投影系统，进一步包含：第二导流构件，该第二导流构件包含中空的第二本体，至少一部分该第二光源模块设置于第二本体中，该第二本体具有第二入风口及第二出风口；以及

第三风扇，邻近于该第二入风口，用以将第二气流沿第三方向吹向第二入风口；

其中，第二气流沿第四方向离开该第二出风口，并且第三方向不同于第四方向。

根据本发明的投影系统，其中该第四方向大致垂直于第二出光方向及第三方向。

根据本发明的投影系统，进一步包含：第二风扇，邻近于该第一出风口及第二出风口，用以协助邻近第一出风口的第一气流与邻近第二出风口的第二气流离开该投影系统。

根据本发明的投影系统，进一步包含：第二风扇，邻近该第一出风口并略高于第一导流构件，用以协助邻近该第一出风口的第一气流离开该投影系统；以及第四风扇，邻近该第二出风口并略高于第二导流构件，用以协助邻近该第二出风口的第二气流离开该投影系统。

根据本发明的第二实施例也为投影系统，其中包含光学模块、第一风扇以及第二风扇。该第一风扇用以将气流引进该投影系统，该气流沿第一方向吹向该光学模块的第一部分。该第二风扇则用以将该气流沿第二方向吹向该光学模块的第二部分，该第二方向不同于该第一方向。

根据本发明的投影系统，其中第二方向大致垂直于第一方向。

根据本发明的投影系统，其中所述第一部分包含透镜装置与反射镜组件。

根据本发明的投影系统，还包含散热模块设置于该反射镜组件外部。

根据本发明的投影系统，其中该散热模块包含第一散热组件、第二散热组件及导热管，导热管连接第一散热组件及第二散热组件，第一散热组件连接于反射镜组件，第二散热组件设置于邻近第一风扇或第二风扇。

根据本发明的投影系统，其中第一散热组件与第二散热组件分别为散热铝片、导热板或散热鳍片。

根据本发明的投影系统，其中第二部分包含光源与色轮。

根据本发明的投影系统，进一步包含：壳体，用以容纳光学模块、第一风扇以及第二风扇，并且壳体上设有对应于第二风扇的开孔。

根据本发明的投影系统，进一步包含：电路板；以及隔板，设置于与光学模块相关的光路及电路板间。

关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及附图得到进一步的了解。

附图说明

图1、图2(A)与图2(B)为根据本发明的实施例中的光源模块、导流构件以及风扇的示意图。

图3(A)及图3(B)描述了根据本发明的双光源实施例。

图4(A)及图4(B)描述了根据本发明的实施例中的投影系统内部配置图与散热流路(散热线路)示意图。

图4(C)为当图4(A)所示的投影系统进一步包含散热模块的实施例。

具体实施方式

根据本发明的实施例为一投影系统，其中包含第一光源模块12、第一导流构件14以及第一风扇16。请参照图1，图1为这些组件的示意图。在该实施例中，第一导流构件14除了具有导流的功能之外，还同时为支撑第一光源模块12的支架。为便于解说，该投影系统中的其它组件(例如外壳、电路板及光学模块)未显示在图1中。

图1中的箭头15表示第一光源模块12的出光方向。在实际应用中，第一光源模块12中可采用水银灯泡、钨丝灯泡、发光二极管灯泡或其它发光组件为其发光体。换而言之，本发明的理念可应用于采用各种发光体的投影系统。

如图1所示，第一导流构件14包含中空的本体，并且第一光源模块12设置于该本体中。第一导流构件14具有入风口14A、出风口14B、第一侧壁19A及第二侧壁19B。在该实施例中，入风口14A和出风口14B分别位于第一导流构件14的第一侧壁19A及第二侧壁19B上，且第一侧壁19A及第二侧壁19B彼此相邻。并且，入风口14A位于第一光源模块12的一侧，出风口14B则位于第一光源模块12上方。第一侧壁19A与第二侧壁19B以环绕出光方向15的方式设置，并不会阻碍光线的行进。

在实际应用中，第一风扇16可为鼓风机(blower)。第一风扇16设置于邻近入风口14A的位置，并用以沿第一方向17A将气流18吹向入风口14A。气流18被吹进入风口14A后，可促使第一光源模块12周围的空气流动，进而将第一光源模块12产生的热量带离第一光源模块12。

接着，带有上述热量的气流22(可被视为经加热后的气流18)沿第二方向17B离开出风口14B。如图1所示，由于此实施例中的出风口14B位于第一光源模块12上方，第二方向17B会大致等同于出风口14B所在平面的法线(surface normal)方向，即大致垂直于第一出光方向15及第一方向17A。

如图2(A)所示，除了第一光源模块12、第一导流构件14及第一风扇16之外，该投影系统可进一步包含邻近于出风口14B的第二风扇20，提供相当于抽风机的功能，促使邻近出风口14B的气流22离开第一光源模块12。在这种情况下，气流22离开第一光源模块12的流动方向可能会受到第二风扇20的影响，未必垂直于图1所示的第一出光方向15及第一方向17A。原则上，气流22离开第一光源模块12的流动方向会由第二方向17B略偏向第二风扇20所在的方位。

在实际应用中，由于出风口14B位于第一导流构件14上方，第二风扇20可被设置为略高于第一导流构件14，以利将气流22顺畅地导离第一光源模块12。

此外，如图2(B)所示，可以只有部分的第一光源模块12被设置于第一导流构件14的中空本体中。另外，第一风扇16所提供的气流18的行进方向(即图1中的第一方向17A)也未必要垂直于第一导流构件14中设置有入风口14A的侧壁。一般而言，灯泡是光学模块中热量最集中的部分。通过采用如图2(B)所示的配置，第一风扇16所提供的气流18在进入第一导流构件14后，可流入第一光源模块12的灯罩(虚线部分)，协助将第一光源模块12中的灯泡组件降温。

在实际应用中，为了节省空间，投影系统有时候会被悬挂在天花板上。在某些情况下，为了符合各种不同的空间摆设，投影系统也可能以上下颠倒的方式倒悬。根据本发明，配合上述倒悬的情况，出风口14B也可被设置于第一光源模块12的下方，即相对于第二侧壁19B的侧壁。

与将出风口设置于第一光源模块12侧面或前后方的状况相比，将出风口14B设置于第一光源模块12上方或下方，可有效避免第一光源模块12造成的热能流向第一光源模块12周边的其它方向，进而避免该热能影响邻近于第一光源模块12的组件(例如另一光源模块或其它电路/光学组件)。

此外，对于投影系统中的灯泡来说，温度对称性是一个相当重要的设计考虑。举例而言，许多灯泡的规格都限制了灯泡上方及下方各自可承受的温度范围，或是上下两方的温度差异范围。一旦超出这些限制范围，灯泡就可能因为热量分布不均而破裂。

根据本发明，气流18由第一光源模块12的侧边进入，气流22则是由第一光源模块12上方或下方离开，这样的安排并不会导致第一光源模块12上下两方的温度差异太大，因此不会对第一光源模块12的温度对称性造成负面影响。

参照图3(A)，图3(A)为当投影系统包含两个光源模块时的实施例。如图3(A)所示，该投影系统进一步包含第二光源模块24、第二导流构件26以及第三风扇28。

第二导流构件26与上述的第一导流构件相似，同样具有入风口及出风口。该出风口位于第二光源模块24上方，且该入风口位于第二光源模块24的一侧。换句话说，第二导流构件26的入风口及出风口分别位于第二导流构件26的两个相邻侧壁上。

第三风扇28被设置于邻近第二导流构件26的入风口的位置，用以将气流30吹向该入风口。根据本发明，由于第二导流构件26的出风口位于第二光源模块24上方，气流32离开该出风口的方向会大致垂直于第二光源模块24的出光方向及气流30进入第二导流构件26的方向，因此不会将热量带往设置于第二光源模块24前后左右的组件。

在该实施例中，第二风扇20设置于邻近第一导流构件14及第二导流构件26的位置，并用以协助由这两个导流构件的出风口流出的气流22和气流32离开该投影系统(即如气流34所示)。在实际应用中，第二风扇20可被设置为略高于第一导流构件14及第二导流构件26，以利将气流22和气流32顺畅地导离这些光源模块。

如上所述，第一光源模块12产生的热量会被第一导流构件14及第二风扇20引导为如气流22所示，再通过第二风扇20被排出该投影系统，该热量并不会对邻近于第一光源模块12的第二光源模块24造成太大的影响。相似地，第二光源模块24产生的热量将如气流32所示，也通过第二风扇20被排出该投影系统，同样不会对第一光源模块12造成太大的影响。因此，第一光源模块12及第二光源24模块之间不需要有太大的距离间隔。

参照图3(B)。如图3(B)所示，该投影系统可进一步包含第四风扇38以及设置于第一光源模块12与第二光源模块24之间的隔板36。在该实施例中，第二风扇20主要用以排除邻近于第一光源模块12的热量(如气流22及气流34所示)，第二光源模块24产生的热量则主要通过第四风扇38的引导而离开第二光源模块24(如气流32及气流39所示)。换言之，第四风扇38可进一步提高第二光源模块24周围的散热效率。另一方面，隔板36的功用在于降低第一光源模块12及第二光源模块24各自产生的热能对彼此的影响。通过增加第四风扇38及隔板36可提供该投影系统更良好的散热效果。

由以上说明可知，利用根据本发明上述的导流方式与风扇配置，投影系统中的两个光源模块或多个光源模块即使邻近于彼此设置，也不致于发生散热不佳的状况。由此，投影系统中的散热空间可大幅缩减，解决先前技术中双光源/多光源投影系统体积过大的问题。

参照图4(A)，图4(A)描述了根据本发明的实施例中的投影系统内部配置图。此投影系统40包含下列组件：第一光源模块401、第一导流构件402、第一风扇403、第二风扇404、第二光源模块405、第二导流构件406、第三风扇407、第一隔板408、镜头模块409、光学模块410、第四风扇411、第五风扇412、第六风扇413、电路板414、第七风扇415以及第二隔板416。

如图4(A)所示，此实施例中的光学模块410中又可分为两个部分。举例而言，标示为410A的部分可包含用以折射/反射光线的透镜装置以及用以决定影像明暗的反射镜组件(例如数字微反射镜组件)。标示为410B的部分则可包含用以收集这些光源模块(401、405)提供的光线的集光组件及/或用以过滤光线的色轮装置(color wheel)。此外，镜头模块409用以将光线投射至投影系统40外部，电路板413中则可包含各种控制电路及电力装置。

图4(B)为投影系统40的散热流路示意图。如图4(B)所示，第一风扇403、第二风扇404、第三风扇407以及第四风扇411可协助将第一光源模块401与第二光源模块405产生的热能排出投影系统40。第一隔板408则可降低两个光源模块各自产生的热能对彼此的影响。根据本发明，除了用以排除这些光源模块产生的热能，第二风扇404和第四风扇411也可协助引导并排除由图4(B)右侧的光学模块410产生的热能，以提升投影系统40整体的散热效率。

第五风扇412用以将气流501引进投影系统40。如图4(B)所示，进入投影系统40之后，气流501的第一部分501A吹向光学模块410的第一部分410A，气流501的第二部分501B则经过光学模块410和第二隔板416之间的空隙流向第六风扇413。气流501A将可同时协助整个光学模块410(包含第一部分410A及第二部分410B)散热。

另一方面，第六风扇413可引导气流501B转向，吹向光学模块410的第二部分410B，协助第二部分410B散热。如图4(B)所示，经第六风扇413转向后的气流大致垂直于气流501B原来的流向。在实际应用中，投影系统40的壳体下方可设置一个对应于第五风扇412所在位置的开孔(未显示于图中)，自投影系统40外部引进更多气流来促进投影系统40内部的空气流通。

参考图4(C)，在实际应用中，包含于光学模块410中的反射镜组件410C的外部可设置散热模块。如图4(C)所示，该散热模块包含第一散热组件420A、两个第二散热组件420B及两个导热管420C。举例而言，该第一散热组件与该第二散热组件可以是散热铝片、导热板或散热鳍片。

第一散热组件420A连接于反射镜组件410C，其左右两侧分别有一个导热管420C连接至一个第二散热组件420B。如图4(C)所示，这两个第二散热组件420B各自被设置于邻近第五风扇412及第六风扇413之处。反射镜组件410C产生的热能将通过第一散热组件420A和导热管420C被导引至这些第二散热组件420B，再通过第五风扇412及第六风扇413排除。

此外，如图4(B)所示，第七风扇415用以协助将电路板413产生的热能排出投影系统40，第二隔板416的作用则在于分隔投影系统40中的电路组件及光路组件，避免两者产生的热能互相影响。在实际应用中，除了上述风扇之外，投影系统40中当然可以在其它内部位置安排协助散热的风扇或导热组件。

由以上说明可知，根据本发明的导流方式和风扇配置可帮助投影系统中的每一个部分(包含光源模块、电路板及光学模块等装置)都有效散热，因此不但允许投影系统中的两个灯源或多个灯源被设置于相当靠近彼此的位置，也可有效缩减各个部分的间距，进而解决先前技术中的多灯源投影系统体积过大的问题。

通过以上实施例的详述，是希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所披露的实施例来对本发明的范围加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及等同替代在本发明申请的专利的权利要求范围内。

主要组件符号说明

12：第一光源模块                   14：第一导流构件

14A：入风口                       14B：出风口

15：出光方向                      16：第一风扇

17A：第一方向                      17B：第二方向

19A：第一侧壁                      19B：第二侧壁

18、22：气流                      20：第二风扇

24：第二光源模块                  26：第二导流构件

28：第三风扇                      30、32、34、39：气流

36：隔板                          38：第四风扇

40：投影系统                      401：第一光源模块

402：第一导流构件                  403：第一风扇

404：第二风扇                     405：第二光源模块

406：第二导流构件                 407：第三风扇

408：第一隔板                      409：镜头模块

410：光学模块                      410A：光学模块的第一部分

410B：光学模块的第二部分           410C：反射镜组件

411：第四风扇                      412：第五风扇

413：第六风扇                      414：电路板

415：第七风扇                      416：第二隔板

420A：第一散热组件                  420B：第二散热组件

420C：导热管                       501、501A、501B：气流

Claims (10)

1.一种投影系统，包含：

第一光源模块，具有第一出光方向；

第一导流构件，所述第一导流构件包含中空的第一本体，至少一部分所述第一光源模块设置于所述第一本体中，所述第一本体具有第一入风口及第一出风口；以及

第一风扇，邻近于所述第一入风口，用以将所述第一气流沿所述第一方向吹向所述第一入风口；

其中，所述第一气流沿第二方向离开所述第一出风口，并且所述第一方向不同于所述第二方向。

2.根据权利要求1所述的投影系统，其中所述第二方向大致垂直于所述第一出光方向及所述第一方向。

3.根据权利要求1所述的投影系统，其中所述第一导流构件具有彼此相邻并环绕所述出光方向的第一侧壁与第二侧壁，所述第一入风口设置于所述第一侧壁，所述第一出风口设置于所述第二侧壁。

4.根据权利要求1所述的投影系统，进一步包含：

第二风扇，邻近于所述第一出风口，用以协助邻近所述第一出风口的所述第一气流离开所述投影系统。

5.根据权利要求1所述的投影系统，其中所述第一导流构件为支架，所述支架用以支撑所述第一光源模块。

6.根据权利要求1所述的投影系统，其中所述第一风扇为鼓风机。

7.根据权利要求1所述的投影系统，进一步包含：

第二光源模块，具有第二出光方向，并邻近于所述第一光源模块设置。

8.根据权利要求7所述的投影系统，进一步包含：

隔板，设置于所述第一光源模块及所述第二光源模块之间。

9.根据权利要求7所述的投影系统，进一步包含：

第二导流构件，所述第二导流构件包含中空的第二本体，至少一部分所述第二光源模块设置于所述第二本体中，所述第二本体具有第二入风口及第二出风口；以及

第三风扇，邻近于所述第二入风口，用以将第二气流沿第三方向吹向所述第二入风口；

其中，所述第二气流沿第四方向离开所述第二出风口，并且所述第三方向不同于所述第四方向。

10.一种投影系统，包含：

光学模块；

第一风扇，用以将气流引进所述投影系统，所述气流沿第一方向吹向所述光学模块的第一部分；以及

第二风扇，用以将所述气流沿第二方向吹向所述光学模块的第二部分，所述第二方向不同于所述第一方向。

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