CN101711328A - 用于成像系统的换气和冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于紧凑显示系统的换气和冷却布置的方法和系统。冷却布置用于诸如高强度光源和电气组件这样的生热部件。冷却布置还设置有控制风扇的工作以提高高强度光源和电气组件的性能和寿命的定时器电路。

Description

用于成像系统的换气和冷却装置

技术领域

本发明涉及使用高强度弧光灯的显示系统，尤其涉及用于显示系统的光源单元的弧光灯和电子电路的换气和冷却装置。

背景技术

冷白光用于各种应用中，例如标牌、显示和通用区域照明，并且也用于专门应用，例如医疗、科研等。在医疗特别是外科应用中，光源单元用于为各种医疗应用提供冷白光，例如身体结构的显示、复合材料的固化等。光源单元用于通过导光件为体腔内部的结构提供照射光。光纤光缆通常与这些单元一起用作导光件。典型的光缆包括由光源照射的接受器端，相对端适于接纳光发射器。光从光源传播通过光纤光缆并且由光发射器发射。这样的装置典型地利用高强度氙、卤素或其他灯作为光源。

光源单元通常由几个模块例如灯、灯装配在其中的灯座、散热器、风扇、电源和所有这些模块安装在其中的外壳组成。在美国专利No.5653519中描述了这样一种光纤照明系统，该系统提供了用于这些高强度弧光灯的冷却系统。一些设备例如医疗可视化系统、LCD投影仪、DLP投影仪等需要连同光源的电子电路以及电源。为光源和电子部件提供适当冷却布置的常规做法是提供两个独立封装。

为了提供冷白光，通常使用高强度白炽灯。也被称为弧光灯的这些高强度白炽灯在提供光束的同时产生大量的热。由于医疗显示系统变得越来越紧凑和便携，因此各种模块被集成到单一封装中。模块例如光源、用于图像处理的电子电路和作为电源的电气系统可以被装配在单一封装中。由于这种集成，各种散热模块紧邻彼此布置。由于在封装内生成的热增加并且用于冷却介质进行循环的区域被限制，因此需要具有用于紧凑显示系统的适当换气和冷却布置，由此它提供光源以及电子部件的良好和高效冷却，获得更佳的性能和寿命。

光源生成大量的热。当装置的温度升高时，光纤光缆的接受器端将经常被损坏或破坏。在被加热光源上使用散热器和风扇所吹送的空气消散了高强度光源所产生的热。常规地不同类型的散热器用于消散光源所产生的热。用于这些应用的散热器是沉重且复杂的，使得光源单元的重量显著增加，这妨碍了单元的便携性。同样由于散热器的复杂设计，现场更换灯泡以提供光源单元的不间断应用被严重阻碍。

如先前所述的光源的医疗应用需要高度的可靠性和安全性。灯本身的工作温度高，灯倾向于朝着它的散热器膨胀，这提高了易碎部件破裂的危险。同样由于高强度白炽灯的相对短的寿命预期和在操作期间这些光源熄灭的可能性，备用源是必要的。所以，根据现有技术，设备的大库存是必要的，尤其原因在于现有技术的光单元中的灯的更换需要将设备返回到工厂或销售点，在那里新灯可以被安装和调节以进行适当对准。为了最大化寿命和高光强的质量，即使在灯泡被切断之后光源的适当冷却也是必要的。

所以，需要提供一种换气和冷却布置，以有效地冷却包括装配在单一紧凑单元中的电部件的被加热光源，从而允许以适当对准现场更换灯泡和保护光纤光缆的接受器端。

发明内容

所以本发明的一个目标是提出一种在成像系统中的换气和冷却装置，该装置为系统的光源和电子电路提供改善的冷却效果。

本发明的另一个目标是提出一种在成像系统中的换气和冷却装置，该装置减小系统的光纤光缆的接受器端的损坏和退化的频率。

本发明的又一个目标是提出一种在成像系统中的换气和冷却装置，该装置利用轻质和紧凑的散热器，允许装置的便携性，当可更换时包括光源的原位更换。

本发明的进一步目标是提出一种在成像系统中的换气和冷却装置，该装置是简单且成本合算的。

因此提供了一种用于冷却在紧凑显示系统中的包括电子电路的高强度光源的方法和系统。

所述系统包括插入外壳中的几个模块，使得灯和其他电子部件能够在最佳温度下工作，用于部件的有效运行和用于获得理想输出。包括有源单元的所述几个模块在可接受的温度限度内保持在内部环境中。在医疗环境中得到应用的关键器械中(其中光源的质量和寿命取决于周围温度)，有效地控制内部温度是很重要的。为了这些灯的高效运行，提供了一种有效的换气和冷却装置。包括无源单元(挡板)的有源单元(风扇)的适当布置和定位对于获得高效冷却结果是很关键的。与该新构造的装置一起，适当设计和构造的散热器、高强度光源和电子子组件产生空气团(air block)，以便于通过对流进行散热。

将生热部件例如光源和电子子组件设置在单一外壳中与用于控制冷却组件的有源部件的定时器电路相结合，用于提高和优化光源和电子子组件的性能和寿命。

附图说明

图1是带有光源单元内部的部件的布置的医疗显示系统的示意图。

图2是带有换气和冷却装置的图示的光源单元的分解图。

图3是根据本发明的光源单元的风扇组件的图示。

图4是本发明的光源单元的散热器组件和照明控制机构的分解图。

图5是本发明的光源单元的带有光源子组件的照明控制机构和散热器组件的图示。

图6是本发明的换气和冷却装置的气流通孔和支撑元件的图示。

图7是没有顶盖的光源单元的顶视图，示出了光源单元中的气流。

图8是用于控制本发明的换气和冷却装置的有源部件的定时器电路的示意图。

具体实施方式

为了解释的目的，提供了关于医疗显示系统的冷却布置的例子附图和描述，但是应当理解本发明可以应用于其他领域。特别地但非限定地，本发明可以应用于用于冷却高生热部件的系统和方法并且也适用于几个生热部件彼此紧邻地装配的情况。具体地，这样的应用的一些例子可以是通用照明、投影仪单元、光纤照明系统、医疗应用和紧凑电子设备。

图1是医疗成像系统100的示意图，其中示出了本发明的一个实施例的应用。成像系统100典型地包括光源单元200、显示和记录模块120、视频连接器126、摄像头单元150、摄像头连接器180、光纤光缆170和内窥镜190。光源单元200包括外壳110、散热器组件500、光源子组件520、冷却模块300、电源模块240、电子子组件800、以及指示器模块214、光纤插座560和照明控制机构570。

光源子组件520包括光源524、反射器522和灯座526。光源524和反射器522附连到灯座526。散热器组件500联接到光源子组件520。设置散热器组件500是为了消散光源子组件520所产生的热。散热器组件500也附连到光纤插座560。光纤插座充当光学端口并且提供槽口以使光纤光缆170的接受器端与光源子组件520所生成的光束对准。光源单元200由电源240供电。电源240具有两个主要供电模块，即低电压模块242和高电压模块244。低电压模块242主要由至少一个变压器组成并且高电压模块244主要由镇流器组成。高电压模块242将电力提供给光源子组件520和冷却模块300。低电压模块将电力提供给电子子组件800和摄像头单元150。电子子组件800包括定时器电路810和视频隔离电路850。定时器电路810附连到指示器模块214。冷却模块300被设置在外壳110内，使得风扇组件310吹送散热器组件500、光源子组件520和照明控制机构570上的冷空气。冷却模块300抽吸冷却空气，使得空气从电源模块240和电子子组件800周围的区域被吸入。

成像系统100在功能上由两个基本流组成。第一个基本流是从光源524到待显示部位的用于照明的光流。第二个基本流是从检查部位到显示器120的视频信号流。下面的段落解释这些流和关联的系统模块。

源自光源524的光由反射器522转变成聚焦光束。聚焦光束穿过位于光源524与光纤插座560之间的照明控制机构570。照明控制机构570控制穿过光纤插座560的光束的强度。其后光束通过光纤光缆170传输到内窥镜190。光束穿过内窥镜190并且照明待显示部位。

一旦该部位被照明，对象反射光并且所反射的光穿过内窥镜190的物镜并且进一步传输到摄像头单元150。摄像头单元150通过附连到摄像头单元的图像处理单元将所反射的光转换成视频信号。其后，视频信号通过摄像头连接器180传到电子子组件800。摄像头连接器180通过雷莫连接器880附连到视频隔离电路850。视频信号由视频隔离电路850调制和隔离。视频隔离电路850也包括视频输出端口890。输出端口890通过视频连接器126将视频信号提供给显示和记录模块120。显示和记录模块120用于显示和/或记录来自被显示对象的视频图像。

图2是带有冷却布置的图示的光源单元200的分解图。外壳110是四件式组件并且包括前板210、顶盖220、底板230和中间板600。前板210用支撑板218装配在底板230上。支撑板218在附接件616处附连到中间板600。支撑板218通过紧固元件附连到底部230，包括附连到中间板600。顶盖220装配在中间板600上并且由滚花螺钉222上紧。通过滚花螺钉222附连顶盖220与中间板600使得该操作无需工具。外壳110可以由金属、合金、碳纤维、耐热塑料、玻璃、复合材料、陶瓷等制造。外壳为内部部件提供保护。外壳110也有助于消散外壳110内部的部件所产生的热和减小在光源单元200工作期间由单元200的周围环境中的其他电子和电气设备导致的电磁干扰对电子子组件800和电源模块240的电磁干扰(EMI)/电磁兼容性(EMC)影响。

前板210用作各种部件例如指示器214和指示器印刷电路板(PCB)215、前板接通/断开(on/off)开关216和雷莫(lemo)连接器880的附连布置。前板210包括用于装配光纤插座560的开口212。前板210还包括用于容纳强度控制旋钮580的窗口213。

EMI滤波器660安装在中间板600的后面。EMI滤波器660电连接到电源接通/断开开关。该EMI滤波器660用于抑制共模噪声和差模噪声。通常，这些滤波器660消除设备和部件自身所产生的电磁干扰。安全微型开关670也安装在安装于中间板600上的框架中。当顶盖220被移除时，该开关670用于切断到光源524的供电。

底板230用于装配光源单元200的各种模块。电子子组件800和电源模块240以层叠构造布置在冷却模块300的同一侧。高电压模块244主要包括镇流器，所以它是重的并且生成大量的热。所以，高电压模块244被设置在层叠布置的底部中。高电压模块244覆盖有镇流器罩250。在功能上镇流器罩250提供EMI/EMC屏蔽、保护性覆盖和消散高电压模块244所产生的热。低电压模块242和电子子组件800被设置在高电压模块244之上，使得它们装配在镇流器罩250的顶部上。PCB底座252覆盖电子子组件800并且它装配在镇流器罩250的顶部上。在功能上，PCB底座252提供EMI/EMC屏蔽、保护性覆盖和消散电子子组件800所产生的热。镇流器罩250和PCB底座252具有多个开口254。设置开口254是为了便于电子子组件800和电源模块240上方的空气流动。开口254也减小光源单元200的总重量。开口254在图4中示出。本发明的实施例示出了呈圆形和矩形构造的开口254，然而本领域的技术人员可以想到许多其他形状及其变化，例如三角形、多边形、正方形等。

图3是冷却模块300的图示。冷却模块包括风扇组件310、减震器320和托架330。风扇组件310具有底座312和带有旋转叶片的风扇主体314。托架330具有一个前支撑板336、两个支撑侧板338和两个基板332。基板332具有用于将风扇托架装配在底板230上的紧固元件的槽口334。主体314装配在底座312上。减震器320由吸震材料制造并且固定在风扇组件310与托架320之间。紧固元件将风扇组件310装配在托架330上，减震器320位于其间。减震器320用于减小风扇组件310的振动。减震器320可以由泡沫、毛织品、碳纤维、橡胶、纸、塑料、硅树脂等制造的吸震材料制造。冷却模块是冷却布置的基本部件之一并且它提供外壳110内部的空气的换气。

图4与图5结合示出了散热器组件500。散热器组件500与光源子组件520和照明控制机构570一同被描述。图4是散热器组件500连同照明控制机构570的分解图。图5示出了散热器组件500，其中光源子组件520和照明控制机构570装配在散热器组件500上。

前法兰552、后法兰554和基板556构成整体散热器502的主体。基板554连接前法兰552和后法兰554，使得它们彼此相距固定距离被设置并且彼此平行。整体散热器502通过紧固元件装配在C形板530上。C形板530装配在底板230上，由此稳固整个散热器组件500。紧固元件被设置在具有多阶梯构造的至少四个槽口557中，其中槽口557的轮廓朝着C形板530减小。该构造提供余地以用于根据旨在对散热器组件500的不同类型的光源的进行预期光学对准来固定整体散热器502。整体散热器502可以由铝、铜、合金、钢等制造。

在本发明的一个实施例中，如图4和5中所示，整体散热器502具有三个主要部分，前法兰552、后法兰554和基板556。基板556连接前法兰552和后法兰554，使得它们彼此相距固定距离被设置并且彼此平行。在本发明的各种其他实施例中，前法兰552和后法兰554可以被布置成具有调节两者之间的距离和角度的灵活性。这可以通过用于在基板556上滑动前法兰552和后法兰554的布置以达到预期距离和角度的固定布置来实现。调节前法兰552和后法兰554之间的距离和角度提供了适应不同类型的光源和子组件的灵活性。

后法兰554具有延伸元件555以用于滑动、固持、对准和用于将光源子组件520可拆卸地装配在整体散热器502上。延伸元件555被构造为与光源座526相适合。手动滚花螺钉(未在图中显示)被设置以用于将光源子组件520可拆卸地装配在后法兰554上。作为后法兰554的一部分，延伸元件555是敞开的并且未覆盖光源座526，形成敞开部分540。敞开部分540具有一定公差，以适应光源座526、后法兰554和延伸元件555的热膨胀。

前法兰552具有翼片553以增加用于消散光源子组件520所生成的热的表面积。光源524所生成的光由反射器522朝着前法兰552反射，由此产生光束。所以具有大量热的光束直接与前法兰552接触并且将热传递到前法兰552的内侧和装配在光纤插座560中的光纤光缆170的接受器端。位于前法兰552的外侧的翼片553容易消散热。前法兰552还具有元件566以装配照明控制机构570。前法兰提供用于容纳光纤插座560的端头564。光纤插座560贴合地装配在端头上，其间有环形元件562。环形元件装配在光纤插座560内部并且具有插入主体中的金属球。当插入光纤插座560中时该布置产生光纤接受器端的卡扣配合布置。

热保护板510覆盖整体散热器502以及光源子组件520。热保护板510借助于至少两个手动滚花螺钉512装配在整体散热器502上。热保护板510具有光保护元件514。光保护元件514基本阻挡从光源524发射的光朝着前板210传播。热保护板510产生光源524与顶盖220之间的屏障，阻挡热直接传递到顶盖220。热保护板510也有助于消散光源524所产生的热。

照明控制机构570通过安装块420将其固定在槽口566中来安装在前法兰552上。照明控制机构570包括控制元件410、安装块420、运动传递机构430、驱动机构580、细长限制元件450以及联接元件460和470。第二联接元件470将控制元件410联接到安装块420。第二联接元件470也将运动传递机构430连接到控制元件410。运动传递机构430进一步通过第一联接元件460联接到安装块420。第一联接元件460也将驱动机构580连接到运动传递机构430。在本发明的各种实施例中，联接元件460和470可移动地或可旋转地联接到安装块420，并且其他部件使用螺钉、键槽-销布置、孔-销布置、粘合剂等附连到联接元件460和470。因此，驱动机构580的运动控制控制元件410的运动。然而，细长限制元件450被设置以限制驱动机构580的运动。如图4中所示，细长限制元件450附连到安装块420。进一步地，细长限制元件450接合一个或多个平面元件(未在图4中显示)，以限制驱动机构580的运动。

在本发明的一个实施例中，如图4中所示，控制元件410采用圆盘的形式。该圆盘借助于螺钉居中地附连到第二联接元件470。在本发明的各种实施例中，可以使用将控制元件410附连到第二联接元件470的其他手段。

第二联接元件470采用借助于轴承、轴衬、夹子等可旋转地联接到安装块420的轴的形式。第二联接元件470也联接到运动传递机构430。在本发明的一个实施例中，运动传递机构430是皮带传动，如图4中所示。皮带传动包括一组齿轮和连接齿轮的传动皮带。齿轮中的一个附连到第二联接元件470。另一个齿轮附连到第一联接元件460。本发明的实施例示出了采用皮带传动进行运动传递，然而，本领域的技术人员可以想到许多其他运动传递机构和它们的变化，例如齿条和小齿轮布置、齿轮传动、皮带-滑轮布置、摩擦传动、气动传递系统、液压传递系统、磁传递系统等。

如图4中所示，第一联接元件460是借助于轴承、轴衬、夹子等可旋转地联接到安装块420的轴。如上文所述，运动传递机构430也附连到第一联接元件460。进一步地，驱动机构580也附连到第一联接元件460。在本发明的一个实施例中，驱动机构580是手动旋钮。在本发明的另一个实施例中，驱动机构580是与开关组合以控制运动的步进电机。驱动机构580的各种其他实施例是本领域的技术人员已知的，例如气动、液压、磁等。

图6a和6b是气流通孔和支撑元件的图示。中间板600固持支撑元件620。支撑元件620具有两个部分，即敞开部分622和实体部分624。敞开部分622提供用于空气流入以及流出的区域。敞开部分622是从实体部分624雕刻出的几何对称布置。实体部分624为支撑元件620提供强度和为挡板元件630提供平台。挡板元件630是如图6b中所示竖直布置的内衬挡板的阵列。挡板元件630成特定角度布置，使得空气流入和流出被引导，以提高冷却布置的效率。借助于图7进一步解释光源单元内的气流布置。挡板元件630借助于板632附连到中间板600。挡板元件630附连到中间板600，使得支撑元件620在中间板600的外侧并且挡板元件630在中间板600的内侧。挡板元件630被布置为使得气流被引导到支撑元件620的敞开部分622上。该特定布置提供用于空气进出光源单元200的最大敞开面积。根据本发明，挡板元件630提供三个主要功能，例如该布置沿适当方向引导空气进出光源单元200，它阻止光离开光源单元200；并且它防止有害物体进入光源单元200内部。有害物体例如可以是灰尘颗粒、纸片和小物体等。

中间板600提供第一倾斜槽口612以用于通过互锁机构装配顶盖220。类似地底部230在第二倾斜槽口614处与中间板600互锁。中间板600也提供第三槽口618以用于固定手动滚花螺钉222。中间板600通过紧固元件(未显示)在附连元件617处装配在底部230上。

先前所述的部件在光源单元200内的设置形成冷却布置。与图7结合，下面的段落解释冷却布置，尤其是气流图案。图7是没有顶盖220的光源单元200的顶视图，示出了光源单元200中的气流。

挡板元件630与支撑元件620一起允许冷空气进入光源单元200内部。第一组流动指示器710提供入口气流方向并且第二组流动指示器750提供出口气流方向。挡板元件将进入冷空气引导到分别位于PCB底座252和镇流器罩250内部的电子子组件800和电源240上。前板210和低电压电源模块242保持最大空气被包容在PCB底座252和镇流器罩250所围绕的区域内。由720指示的第一空气团表示该包容空气。电子子组件800和电源240所产生的热通过对流被消散，由此冷却内部的部件。在该过程中，第一空气团720被调节并且适度被加热。逐渐地，该第一空气团720朝着冷却模块300被引导。冷却模块300抽吸主要来自第一空气团720的空气。冷却模块300产生旋涡并且强制地将空气推入第二空气团730中，由此提供用于冷却光源子组件520、照明控制系统570和散热器502的空气。热保护板510、前法兰552、后法兰554和基板556产生空气限制区域并且成为第二空气团730的边界壁。第二空气团730中的空气在该空气团内连续地循环，由此增强从周围部件的散热。冷却模块300加压包容在第二空气团730中的空气并且空气试图通过在空气出口侧的挡板元件630逸出。挡板元件630被布置为使得它通过阻止空气从第二空气团730流出产生正背压。所以空气保留在第二空气团730中更长的时间并且便于通过对流进行散热。该过程提供散热器502、光源子组件520和照明控制机构570的有效冷却。挡板元件630在风扇组件310上产生的正背压使风扇的操作无声。冷却模块也生成由740表示的相对窄的气流。该气流740通过后法兰556的后面以及延伸元件555的上面和下面，为后法兰554、延伸元件555和光源座526提供冷却空气。经加热的空气移动通过在流出侧的挡板元件630并且沿流动指示器750所示的方向离开光源单元200。定时器电路810也被集成以用于控制风扇组件310和光源子组件520的操作。在下面的段落中详细解释定时器电路810及其功能。

图8是用于控制冷却组件300的有源部件的定时器电路的示意图。定时器电路810主要包括微控制器811、微控制器复位电路812、晶体813、一对双列直插式组装(DIP)开关815和电可擦写可编程只读存储器(EEPROM)814。定时器电路也构成指示器214以及电隔离电路830。一对DIP开关815允许微控制器811设置在0-250、250-500、500-750和750-1000小时的范围内。EEPROM 814存储定时器电路810的代码并且保存用于操作定时器电路810的所有子程序。晶体813为微控制器811提供时钟频率。微控制器复位电路812有助于EEPROM、微控制器复位和看门狗定时器的写保护。变压器242将电能提供给定时器电路810。微控制器811连接到前板接通/断开开关216。微控制器811通过电隔离电路830连接到指示器214。指示器214具有三个发光二极管(LED)红、黄和绿以及指示器印刷电路板(PCB)215。这些LED与微控制器811对接。黄LED指示光源524的寿命仅剩50小时并且需要更换新的光源子组件520。红LED指示光源524的寿命结束并且需要立即更换。绿LED指示光源单元200(更具体地光源子组件520)正被冷却并且在绿LED关闭之前冷却组件300不应当被切断。光源子组件520的该冷却是提高光源524的寿命所必需的。绿LED也帮助用户决定在断电或类似情况之后何时重启光源524。下面的段落解释定时器电路810的工作。

使用DIP开关815在微控制器811中设置光源524的寿命的小时数。DIP开关815通过端口、通过在输入模式下编程该端口连接到微控制器811。当前板接通/断开开关216被启动以开启光源524时，它启动PCB上的光隔离器，由此在选择性地被编程为输入-输出端口的端口处提供高信号。该高信号启动微控制器811中的计数器，所述计数器又开始递减微控制器811中的设定小时值。

当计数保持减小时，在某个时候，计数达到低寿命的窗口(在该情况下它为50小时)。当达到该值时，微控制器811发送信号以点亮黄LED。当计数进一步递减时，在某个时候，计数达到0小时的值。当发生该情况时，微控制器发送信号以点亮红LED，指示光源524的寿命结束。当新光源子组件520被安装时，然后在微控制器811中光源524的寿命必须被复位，否则微控制器将继续保持当前的小时值为0，并且因此将保持红LED闪光。

连接到微控制器811的微控制器复位电路(812)运行复位子程序，由此擦除存在于微控制器的所有变量中的值。在微控制器中为新光源524设置新的小时值。EEPROM 814保存用于执行必要动作的所有子程序。适当的子程序地址被计算并且微控制器811通过跳转到适当的地址位置运行该中断子程序。

因此，冷却布置具有胜过以上背景技术的优点。第一，冷却布置有效地冷却装配在单一紧凑单元中的被加热光源和电气部件，第二，冷却布置防止损坏光纤端，第三，在被加热部件的操作被切断之后便于光源单元的冷却，并且最后，该布置允许以适当的对准现场更换光源。

尽管通过几个实施例的描述举例说明了本发明，申请人的意图并非是将附带权利要求的范围约束或限制到这样的细节。本领域的技术人员将想到许多其他变动、变化和替代而不脱离本发明的范围。

Claims (12)

1.一种成像系统(100)中的换气和冷却装置(300)，用于保持光源单元(200)、特别是包括电子电路(800)的光源(524)内的最佳内部温度，以用于提高包括电子电路(800)的光源(524)的性能和寿命，所述成像系统(100)包括：光源单元(200)、显示和记录模块(120)、视频连接器(126)、摄像头单元(150)、摄像头连接器(180)、光纤光缆(170)以及内窥镜(190)；所述光源单元(200)包括：具有光源(524)、反射器(522)和灯座(526)的光源子组件(52)；附连到光源子组件(520)的散热器组件(500)，用于消散电源模块(240)产生的热；具有定时器电路(810)的电子子组件(800)；指示器模块(214)；照明控制机构(570)；和附连到散热器组件(500)的光纤插座(560)，所述换气和冷却装置包括：

-外壳(110)，用于封闭所述光源子组件(520)、所述电源模块(240)、所述散热器组件(500)和所述电子子组件(800)；

-所述外壳(110)包括前板(210)和底板(230)，所述前板(210)经由支撑板(218)刚性地附连到所述底板(230)，所述支撑板(218)经由紧固机构通过联接中间板(600)的附接件可拆卸地附连到所述中间板(600)；所述外壳(110)还包括镇流器罩(250)，该镇流器罩(250)容纳所述电源模块(240)和印刷电路板底座(252)，以允许分别消散所述电源模块(240)和由所述印刷电路板底座(252)封装的所述电子子组件(800)所产生的热；

-构造在所述镇流器罩(250)和所述印刷电路板底座(252)上的多个开口(254)，以允许空气在所述电源模块(240)和所述电子子组件(800)上流动；

-具有布置在所述外壳(110)中的至少一个减震器(310)的风扇组件(310)，以用于进行所述外壳(110)内部的空气的换气；

-覆盖所述散热器组件(500)的整体散热器(502)和所述光源子组件(520)的热保护板(510)，以产生空气团；

-附连到所述中间板(600)的支撑元件(620)，该支撑元件(620)包括至少一个敞开部分(622)和实体部分(624)，所述敞开部分(622)提供用于空气流入和流出的区域，所述实体部分(624)为由竖直布置的内衬挡板的阵列组成的挡板元件(630)提供平台，所述挡板元件(630)成预定角度布置，使得空气流入和流出被引导，以提高所述换气和冷却装置的效率；以及

-包括微控制器(811)的定时器电路(810)，用于控制包括所述光源子组件(520)的风扇组件(310)的操作，并且对所述光源子组件(520)的需要更换的剩余寿命和寿命提高提供指示。

2.如权利要求1所述的装置，其中所述风扇组件(310)包括：

-至少一个风扇主体(314)，带有可旋转叶片和底座(312)；

-用于装配至少一个风扇的托架(330)，其中所述托架(330)装配在所述外壳(110)上；

-用于阻抑所述风扇的振动的减震器(320)，其中所述减震器(320)装配在所述风扇与所述托架(330)之间。

3.如权利要求1所述的装置，其中所述整体散热器(502)包括：

-通过基板(554)连接的前法兰(552)和后法兰(554)，其中所述基板(554)装配在所述外壳(110)上；

-用于装配到光传输元件的插座(560)的机构(562，564)；和

-用于将所述光源子组件(520)可拆卸地装配到所述后法兰(554)上的滚花螺钉。

4.如权利要求1或3所述的装置，其中所述光源子组件(520)和用于装配光传输元件的光纤插座(560)在所述整体散热器(502)上被布置为能够实现所需的光学对准。

5.如权利要求1、3或4所述的装置，其中所述整体散热器还包括翼片(553)，以用于增加表面积和充当散热单元。

6.如权利要求4所述的装置，其中所述整体散热器(502)和所述光源子组件(524)覆盖有产生空气团的热保护板(510)。

7.如权利要求1所述的装置，其中气流通孔(254)位于所述外壳(110)上并且由至少两个功能部件形成，所述功能部件包括：

-挡板(630)，用于引导气流和阻挡光离开所述外壳(110)，和

-支撑元件(620)，用于为狭缝的阵列提供强度。

8.如权利要求7所述的装置，其中所述支撑元件(620)具有几何对称布置的开口，以用于提供气流的最大面积。

9.如权利要求7所述的装置，其中所述挡板的角度使得它产生作用于穿过空气团的空气的正背压。

10.如权利要求7所述的装置，其中用于控制所述风扇组件(310)和所述光源子组件(520)的操作的定时器电路(810)包括：

-控制器(811)，用于对所述光源子组件(520)的使用信息进行计数；

-存储器(814)，用于存储所述光源子组件(520)的使用信息；

-指示器(214)，用于提供关于所述光源(524)的使用、冷却和剩余寿命的信息。

11.一种在如权利要求1-10所述的换气和冷却装置中对光源和电子电路进行换气和冷却的方法，所述方法包括以下步骤：

-将光源和电子电路布置在冷却模块的相对侧；

-将挡板布置为使得进入的空气被引导到电子电路上；

-产生围绕电子电路和电源模块的第一空气团；

-通过风扇组件从第一空气团抽吸空气，由此冷却电子电路和电源模块；

-产生在散热器组件内的第二空气团并且强制地使所述第二空气团中的空气循环，以用于通过对流消散热；

-通过将挡板布置在空气出口区域产生正背压，由此促进风扇组件的无声操作；和

-通过定时器电路控制换气和冷却装置的操作，以用于光源和电子电路的有效冷却。

12.一种在成像系统(100)中的换气和冷却装置(300)，用于保持光源单元(200)、特别是包括电子电路(800)的光源(524)内的最佳内部温度，以用于提高包括电子电路(800)的光源(524)的性能和寿命，基本如本文所述和参考附图所示。

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