CN103698966B - 照明系统及投影装置 - Google Patents

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Abstract

本发明揭露了一种照明系统，用于一投影装置。该照明系统包括一固态光源组、一散热模块及一离子风扇。该散热模块热耦接至固态光源组。散热模块位于离子风扇所产生强制对流的路径上。此外，本发明更揭露了一种包含所述照明系统的投影装置，有助于延长所述照明系统的使用寿命，且离子风扇没有马达的磁切声及扇叶的风切声，这有助于降低照明系统的运转噪音。

Description

照明系统及投影装置
技术领域
本发明涉及一种用于投影装置的照明系统及应用所述照明系统的投影装置。
背景技术
投影装置为一种用以产生大尺寸画面的显示装置。投影装置的成像原理是将光源所产生的照明光束藉由光阀转换成影像光束，再将影像光束通过镜头投射到荧幕或墙面上以形成影像。随着投影技术的进步及制造成本的降低，投影装置的使用已从商业用途逐渐拓展至家庭用途。
传统的投影装置采用高压汞灯作为光源（例如超高压气体放电灯），但是所散发大量的热让高压汞灯的寿命受到局限。相较于高压汞灯，固态光源（例如发光二极体LED或激光LD）具有较长的使用寿命及占有较小的空间。
投影装置通常利用散热器（heat sink）搭配马达风扇来冷却光源，无论是高压汞灯或固态光源皆是如此。然而，马达风扇的轴与轴承之间有摩擦损耗的问题。使用含油轴承可能会有油污染的问题，而风扇转动时的马达磁切声及扇叶转动时与空气接触的风切声均导致了噪音问题。
美国公开专利第20050077103号、中国公开专利第100437343号及美国公告专利第7407293号揭露了利用离子风产生器产生强制对流以冷却“高压汞灯”的技术。
发明内容
本发明提出一种照明系统，用于投影装置，用以提供较长的使用寿命及较低的运作噪音。
本发明提出一种投影装置，其照明系统具有提供较长的使用寿命及较低的运作噪音。
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。
为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明的一实施例提供一种照明系统，用于一投影装置。照明系统包括一固态光源组、一散热模块及一离子风扇。散热模块热耦接至固态光源组。散热模块位在离子风扇所产生强制对流的路径上。
为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明的一实施例提供一种投影装置。投影装置包括一机壳、一照明系统、一光阀及一镜头。照明系统设置在机壳内且用于产生一照明光束。光阀设置在机壳内且用于将照明光束转换成一影像光束。镜头设置在机壳内且用于将影像光束转换成一投影光束。照明系统包括一固态光源组、一散热模块及一离子风扇。散热模块热耦接至固态光源组。散热模块位在离子风扇所产生强制对流的路径上。
基于上述，本发明的实施例具有以下至少其中一个优点。在本发明的上述实施例中，由于离子风扇没有摩擦损耗及油垢污染，这有助于延长照明系统的使用寿命，且离子风扇没有马达的磁切声及扇叶的风切声，这有助于降低照明系统的运转噪音。此外，离子风扇搭配固态光源组可应用于机壳高度较小的投影装置。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举多个实施例，并配合附图，作详细说明如下。
附图说明
图1为本发明的一实施例的一种投影装置的立体图。
图2为图1的投影装置的方块示意图。
图3为图1的投影装置的元件配置图。
图4为本发明的另一实施例的一种照明系统的元件配置图。
图5为本发明的另一实施例的一种照明系统的元件配置图。
图6为本发明的另一实施例的一种照明系统的元件配置图。
【主要元件符号说明】
10：投影装置
12：机壳
14：光阀
16：镜头
100、100a、100b、100c：照明系统
110：固态光源组
112a、112b、112c：固态发光元件
120、120a：散热模块
122a、122b、122c：散热器
124a、124b：热管
130：离子风扇
具体实施方式
有关本发明前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的多个实施例的详细说明中，将可清楚地呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”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，而非用来限制本发明。
图1为本发明的一实施例的一种投影装置的立体图。图2为图1的投影装置的方块示意图。请参考图1及图2，本实施例的投影装置10包括一机壳12、一照明系统100、一光阀14及一镜头16。照明系统100、光阀14及镜头16均设置于机壳12内。照明系统100用于产生一照明光束L1。光阀14用于将照明光束L1转换成一影像光束L2。镜头16用于将影像光束L2转换成一投影光束L3，以投射到荧幕或墙面(未图示)上以形成投影画面。在本实施例中，如图1所示，机壳12的最大高度H小于5厘米。
图3为图1的投影装置的元件配置图。请参考图3，在本实施例中，照明系统100包括一固态光源组110、一散热模块120及一离子风扇130。散热模块120热耦接（thermally coupled）至固态光源组110，离子风扇130用于产生强制对流，而散热模块120位在离子风扇130所产生的强制对流的路径上。
在本实施例中，固态光源组110包括多个固态发光元件112a、112b及112c，例如发光二极体LED、激光LD或其混合。这些固态发光元件112a、112b及112c用于分别产生红、绿、蓝（R、G、B）的色光，以构成照明光束L1。此外，散热模块120包括多个散热器（heat sink）122a、122b及122c，而这些散热器122a、122b及122c分别直接连接至这些固态发光元件112a、112b及112c。这些散热器122a、122b及122c的至少其中之一位于离子风扇130所产生的强制对流的路径上。
在本实施例中，固态发光元件112a为一红色发光二极体元件。相较于绿色及蓝色发光二极体元件，红色发光二极体元件的耐温规格最低。因此，热耦接于固态发光元件112a（即红色发光二极体元件）的散热器122a相对于其他的这些散热器122b及122c位于离子风扇130所产生的强制对流的较上游，以获得较佳的散热效果，所谓上游的定义为最接近气流从机壳12外部流入的地方。此外，热耦接于固态发光元件112b（即绿色发光二极体元件）的散热器122b则相对于散热器122a位于离子风扇130所产生的强制对流的较下游，意即散热器122b位在散热器122a以后，以接受已流过散热器122a的气流。
在本实施例中，所采用的离子风扇130能藉由数千伏特高电压将空气离子化，再将离子化的空气吸引至另一极性处，使得空气流动而形成强制对流来冷却散热模块120。相较于传统的马达风扇，离子风扇130没有摩擦损耗及油垢污染，这有助于延长照明系统100的使用寿命。相较于传统的马达风扇，离子风扇130没有马达的磁切声及扇叶的风切声，这有助于降低照明系统100的运转噪音。
传统的马达风扇必须占据圆柱状空间才能让扇叶绕着转轴旋转产生强制对流，但是离子风扇130则没有圆柱状空间的限制。因此，离子风扇130的强制对流产生区域可呈矩形(即说明离子风扇130外廓可为矩形)，或可设计成所需形状，以在有限空间内提供最大的对流面积。此外，在另一未绘示的实施例中，也可采用多个离子风扇，并可依照需求将离子风扇并联或串联在一起，本发明并不限定离子风扇的使用数量。
图4为本发明的另一实施例的一种照明系统的元件配置图。请参考图4，相似于图3的照明系统100，本实施例的照明系统100a亦包括一固态光源组110、一散热模块120a及一离子风扇130。散热模块120a热耦接至固态光源组110，离子风扇130用于产生强制对流，而散热模块120a位于离子风扇130所产生的强制对流的路径上。
相较于图3的散热模块120，图4的散热模块120a更包括多个热管124a及124b。在本实施例中，散热器122a能藉由热管124a热耦接至固态发光元件112a，而散热器122b能藉由另一热管124b热耦接至固态发光元件112b。离子风扇130位在这些散热器122a及122b之间。
具体而言，固态发光元件112a热耦接至热管124a的一截段，而热管124a的另一截段热耦接至对应的散热器122a。散热器122a包括多个平行排列的散热鳍片，而热管124a热耦接至这些散热鳍片。因此，固态发光元件112a于运作时所产生的热可经由热管124a转移至散热器122a。
同样地，固态发光元件112b热耦接至热管124b的一截段，而热管124b的另一截段热耦接至对应的散热器122b。散热器122b包括多个平行排列的散热鳍片，而热管124b热耦接至这些散热鳍片。因此，固态发光元件112b于运作时所产生的热可经由热管124b转移至散热器122b。
在本实施例中，固态发光元件112a为红色发光二极体元件，固态发光元件112b为绿色发光二极体元件，且固态发光元件112c为蓝色发光二极体元件。由于红色发光二极体元件的耐温规格最低，因此，热耦接至固态发光元件112a的散热器122a位在离子风扇130所产生的强制对流的较上游，以获得最佳的冷却效果。此外，散热器122b则相对于散热器122a位在离子风扇130所产生的强制对流的较下游，以获得较佳的冷却效果。
图5为本发明的另一实施例的一种照明系统的元件配置图。请参考图5，相似于图4的照明系统100a，本实施例的照明系统100b的固态发光元件112a与112b的位置互换。热耦接至固态发光元件112a的散热器122a与热耦接至固态发光元件112b的散热器122b的位置也对应调整。离子风扇130亦位在这些散热器122a及122b之间。
同样地，如图5所示，热耦接至固态发光元件112a的散热器122a位在离子风扇130所产生的强制对流的较上游，以获得最佳的冷却效果。此外，散热器122b则相对于散热器122a位在离子风扇130所产生的强制对流的较下游，以获得较佳的冷却效果。
图6为本发明的另一实施例的一种照明系统的元件配置图。请参考图6，相似于图4的照明系统100a，本实施例的照明系统100c的散热器122b与离子风扇130的位置互换。同样地，如图6所示，热耦接至固态发光元件112a的散热器122a位在离子风扇130所产生的强制对流的较上游，以获得最佳的冷却效果。此外，散热器122b则相对于散热器122a位于离子风扇130所产生的强制对流的较下游，以获得较佳的冷却效果。
综上所述，在本发明的上述实施例中，由于离子风扇没有摩擦损耗及油垢污染，这有助于延长照明系统的使用寿命，且离子风扇没有马达的磁切声及扇叶的风切声，这有助于降低照明系统的运转噪音。此外，离子风扇搭配固态光源组可应用于机壳高度较小的投影装置。
惟以上所述者，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，即大凡依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖范围内。另外，本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用，并非用来限制本发明的权利范围。

Claims (7)

1.一种照明系统，用于一投影装置，该照明系统包括：
一固态光源组；
一散热模块，热耦接至该固态光源组；以及
一离子风扇，
其中，该固态光源组包括多个固态发光元件，该散热模块包括多个散热器，这些散热器分别对应连接至这些固态发光元件，
这些固态发光元件中的一个为一红色发光二极管元件，另一个为绿色发光二极管元件，仅有连接该红色发光二极管元件的散热器以及连接该绿色发光二极管元件的散热器位于该离子风扇所产生的强制对流的路径上，且连接该红色发光二极管元件的该散热器相较于连接该绿色发光二极管元件的该散热器位于该强制对流的上游。
2.如权利要求1所述的照明系统，其特征在于，该散热模块包括至少一热管，这些散热器的至少一个经由该热管热耦接至对应的该固态发光元件。
3.如权利要求1所述的照明系统，其特征在于，该离子风扇的强制对流产生区域呈矩形。
4.一种投影装置，包括：
一机壳；
一照明系统，设置在该机壳内且用于产生一照明光束；
一光阀，设置在该机壳内且用于将该照明光束转换成一影像光束；以及
一镜头，设置在该机壳内且用于将该影像光束转换成一投影光束，
其中，该照明系统包括：
一固态光源组；
一散热模块，热耦接至该固态光源组；以及
一离子风扇，
其中，该固态光源组包括多个固态发光元件，该散热模块包括多个散热器，这些散热器分别热耦接至这些固态发光元件，
这些固态发光元件中的一个为一红色发光二极管元件，一个为绿色发光二极管元件，仅有连接该红色发光二极管元件的散热器以及连接该绿色发光二极管元件的散热器位于该离子风扇所产生的强制对流的路径上，且连接该红色发光二极管元件的该散热器相较于连接该绿色发光二极管元件的该散热器位于该强制对流的上游。
5.如权利要求4所述的投影装置，其特征在于，该机壳的最大高度小于5厘米。
6.如权利要求4所述的投影装置，其特征在于，该散热模块包括至少一热管，这些散热器的至少一个经由该热管热耦接至对应的该固态发光元件。
7.如权利要求4所述的投影装置，其特征在于，该离子风扇的强制对流产生区域呈矩形。
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