CN107870501B - 投影机内部除尘装置及应用其的投影机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种投影机内部除尘装置及应用其的投影机。除尘装置包括高压脉冲电源、吸尘腔体、击打器和控制电路。吸尘腔体包括内壁、外壁、进风口、出风口和灰斗，内壁包括第一导电内壁与第二导电内壁，其构成气流腔室。击打器包括固定安装于气流腔室内的基座、绝缘弹性件、导电击打块、电极导线和绕线线圈，绝缘弹性件设置于基座的容置空间内，绝缘弹性件的一端固定连接于导电击打块，其另一端固定连接于底板或邻近该开口侧的吸尘腔体的内壁，绕线线圈缠绕设置于吸尘腔体的外壁且其位置对应于基座。控制电路用于调节绕线线圈中的电流使导电击打块沿容置空间上下运动，以敲打吸尘腔体使其内收集的灰尘落入灰斗。

Description

投影机内部除尘装置及应用其的投影机

技术领域

本发明涉及投影显示领域，特别是涉及一种投影机内部除尘装置及应用其的投影机。

背景技术

因投影机的光源及DMD(Digital Micromirror Device，数字微镜元件)都是高功率模组，故发热严重。基于散热要求，投影机腔体内一般安装有风扇，制造高速空气流以散热。机壳开槽、设计风扇等原因会导致微小粉尘颗粒进入投影机内部，从而影响投影显示效果、稳定性和机器寿命。具体表现包括：阻塞进出风口，影响散热；灰尘突破防尘罩进入光学系统，降低投影仪亮度；灰尘附着在成像系统上，画面产生色偏、色斑等。

现有技术中，有采用在进风口加装可拆卸空气过滤机，通过软件定义过滤机的使用时间，定期提醒用户清洗，同时硬件增加风速传感器，进风通道阻塞时提醒用户故障排查。加装空气过滤器虽然除尘效果较好，但体积大，需频繁清洗，且造价高。也有采用在光学系统的成像系统加装防尘罩，防尘罩造价低廉，但不利于散热。

在申请号为200910134644.9中国专利中，公开了一种在用于冷却照明光学系统和影像显示元件的空气取入口同时设置电式集尘装置和机械式除尘过滤器的投影型影像显示装置，但该现有技术中的整个除尘装置结构复杂，其负极板吸附效率会随着时间推移变差，且负极板上吸附的灰尘无法回收，若达到一定重量直接落下会造成二次污染。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种结构精简且除尘效果更佳的投影机内部除尘装置及应用其的投影机。

本发明的一种投影机内部除尘装置包括高压脉冲电源、吸尘腔体、击打器和控制电路。高压脉冲电源具有第一输出端和第二输出端，第一输出端和第二输出端的电压极性相反。吸尘腔体包括内壁、外壁、进风口、出风口和灰斗，内壁具有第一导电内壁及第二导电内壁，第一导电内壁与第二导电内壁构成气流腔室，进风口和出风口分别设置于气流腔室的侧方且皆连通于气流腔室，灰斗设置于气流腔室的下方且连通于气流腔室，第一导电内壁电性连接于第一输出端，第二导电内壁电性连接于第二输出端或接地，用以使气流腔室内形成电场，灰斗接地。击打器包括基座、绝缘弹性件、导电击打块、电极导线和绕线线圈，基座固定安装于气流腔室内，基座具有底板和绝缘挡板，底板和绝缘挡板构成开口朝上的容置空间，导电击打块设置于容置空间内，绝缘弹性件的一端固定连接于导电击打块，其另一端固定连接于底板或邻近该开口侧的吸尘腔体的内壁，绕线线圈缠绕设置于吸尘腔体的外壁且其位置对应于基座，导电击打块通过电极导线电性连接于第一输出端或第二输出端。控制电路电性连接于绕线线圈，控制电路用于调节绕线线圈中的电流使导电击打块沿容置空间往复运动，以敲打吸尘腔体使吸尘腔体的内壁和底板上收集的灰尘落入灰斗。

较佳地，导电击打块电性连接于高压脉冲电源的第二输出端，用以作为电晕电极与连接于第一输出端的第一导电内壁之间形成高压电场。

较佳地，控制电路通过控制绕线线圈的通断电来控制导电击打块的往复运动；或者，控制电路通过调节绕线线圈的电流大小及/或电流方向来控制导电击打块的往复运动，其中控制电路通过控制流经绕线线圈的电流大小来控制导电击打块的运动高度。

较佳地，控制电路包括定时模块，定时模块通过周期性地控制绕线线圈通断电以使导电击打块以间隔时间运动；或者，定时模块通过周期性地调节绕线线圈的电流大小及/或电流方向以使导电击打块以间隔时间运动。

较佳地，导电击打块在绕线线圈通电后产生的电磁力作用下压缩或者拉伸绝缘弹性件；或者，导电击打块在绕线线圈接入第一电流方向及/或第一电流值后产生的电磁力作用下压缩或者拉伸绝缘弹性件。进一步地，导电击打块在绕线线圈断电后受绝缘弹性件的恢复弹力及导电击打块自身重力作用，而在气流腔室内往复撞击；或者，导电击打块在绕线线圈接入与第一电流方向相反的第二电流方向及/或与第一电流值相异的第二电流值后受绝缘弹性件的恢复弹力及导电击打块自身重力作用，而在气流腔室内往复撞击。

较佳地，灰斗安装于气流腔室的下方，该灰斗与该气流腔室的连通处设置隔板，且隔板接地。

较佳地，进风口和出风口的气流方向相同，且进风口和出风口分别设置于气流腔室的两侧。

较佳地，高压脉冲电源包括用于接受交流输入的主体调节器、具有第一输出端和第二输出端的高压整流器、电性连接于主体调节器和高压整流器之间的升压变压器、以及电性连接于高压整流器和主体调节器之间的自控反馈部。

本发明还提供一种投影机，包括如上任意一项所述的投影机内部除尘装置。

与现有技术相比，本发明利用击打器的导电击打块充当静电除尘系统中的其中一个电极棒，由于其设置于吸尘腔体内，且击打器的绕线线圈缠绕于吸尘腔体的外壁，故整个除尘结构更加精简；且本发明同时具有击打清灰的功能，使投影机内部除尘效果更佳，便于在投影机封闭腔体内控制粉尘等级。

附图说明

图1为本发明一实施例的投影机内部除尘装置的示意图。

图2为本发明一实施例的高压脉冲电源的示意图。

具体实施方式

为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。

请参见图1，图1为本发明一实施例的投影机内部除尘装置的示意图。投影机内部除尘装置100包括高压脉冲电源1、吸尘腔体2、击打器3和控制电路4。

高压脉冲电源1具有第一输出端11和第二输出端12，第一输出端11和第二输出端12的电压极性相反。请结合参见图2，在一实施例中，高压脉冲电源1包括用于接受交流输入(如380伏交流电)的主体调节器13、具有第一输出端11和第二输出端12的高压整流器14、电性连接于主体调节器13和高压整流器14之间的升压变压器15、以及电性连接于高压整流器14和主体调节器13之间的自控反馈部16。除尘装置的电场阻抗对高压供电装置来说是一个变化的负载，当电场阻抗升高、电流变小时，要求电源设备能自动升压，而当电场阻抗降低、电流变大时，要求电源设备能自动降压以保持设定的电流，达到稳定输出的目的，使电场获得最有效的电晕功率。高压直流供电因反电晕电流的存在，电晕电极会污染和变肥大，故本发明采用更优化的高压脉冲电源供电。在一实施例中，第一输出端11可以为正极输出端，第二输出端12可以为负极输出端，但本发明并不以此为限。

吸尘腔体2包括内壁、外壁、进风口22、出风口23和灰斗24，内壁包括第一导电内壁211及第二导电内壁212，第一导电内壁211与第二导电内壁212构成气流腔室20，进风口22和出风口23分别设置于气流腔室20的侧方且皆连通于气流腔室20，灰斗24设置于气流腔室20的下方且连通于气流腔室20，第一导电内壁211电性连接于第一输出端11，第二导电内壁212电性连接于第二输出端12或接地，用以使气流腔室20内形成电场，灰斗24接地。优选地，灰斗24与气流腔室20的连通处可以设置隔板241，用以在正常进出风时阻隔空气向灰斗流通且在定期清除电极灰尘时打开落灰通道。在实际应用中，灰斗24安装于气流腔室20的下方，但灰斗24和第一导电内壁211电性上不相连，且隔板241接地。这样，在撤掉隔板241打开落灰通道时，接地的灰斗24使得其中收集的可能带电的灰尘放电成不带电颗粒，防止了灰尘再次腾起到气流腔室20内形成二次污染。需要说明的是，第一导电内壁211和第二导电内壁212的极性可调换，只要两者之间能形成电场即可，如：第一导电内壁211连接正极，第二导电内壁212连接负极或接地；或者，第一导电内壁211连接负极，第二导电内壁212连接正极。

击打器3包括基座31、绝缘弹性件32、导电击打块33、电极导线34和绕线线圈35，基座31固定安装于气流腔室20内，基座31具有底板311和绝缘挡板312，底板311和绝缘挡板312构成开口朝上的容置空间310，导电击打块33设置于容置空间310内，绝缘弹性件32的一端固定连接于导电击打块33，绝缘弹性件32的另一端固定连接于底板311或邻近该开口侧的吸尘腔体2的内壁，绕线线圈35缠绕设置于吸尘腔体2的外壁且绕线线圈35的位置对应于基座31，导电击打块33通过电极导线34电性连接于第一输出端11或第二输出端12。于本实施例中，底板311是导电的，底板311电性连接于第一输出端11或第二输出端12，导电击打块33通过电极导线34电性连接于底板311，于其他实施例中，底板311也可以不导电的，导电击打块33通过电极导线34直线电性连接于第一输出端11或第二输出端12。在一实施例中，导电击打块33电性连接于高压脉冲电源1的第二输出端12，用以作为电晕电极与连接于第一输出端11的第一导电内壁211之间形成高压电场。于一实施例中，如图1所示，绝缘弹性件件32的另一端固定连接于底板311，此时导电击打块33也容置于容置空间310内，导电击打块33连接正极或负极均可，只要相应调整绕线线圈35中的电流方向，以保证导电击打块33的初始位置在容置空间310的底部，且随着电流方向切换，导电击打块33冲到容置空间310的顶部，如此即可上下形成击打动作。于另一实施例中，绝缘弹性件32的另一端固定连接于邻近该开口侧的吸尘腔体2的内壁(例如第一导电内壁211)，例如采用绝缘弹性件32如两根绝缘弹簧分别连接导电击打块33邻近该开口侧的两端以将绝缘弹性件32悬挂于第一导电内壁211下方并保证导电击打块33至少部分容置于容置空间310内，导电击打块33连接正极或负极均可，只要相应调整绕线线圈35中的电流(如方向及大小)使得导电击打块33上下运动以击打到第一导电内壁211即可，导电击打块33的初始位置可以是绝缘弹性件32自然吊挂导电击打块33的平衡状态，也可以是绝缘弹性件32受压缩后吊挂导电击打块33的平衡状态。于本实施例中，绝缘弹性件32为绝缘弹簧。需要说明的是，本发明中绝缘弹性件32的数量、安装位置及初始压缩或拉伸状态并无限定，只需满足通过调整绕线线圈35中的电流使导电击打块33克服绝缘弹性件32的恢复弹力及导电击打块33自身重力作用而往复运动以敲打吸尘腔体2即可，具体可根据实际应用来设置。

优选地，本发明采用高压脉冲电源，第二输出端12为负极输出端，底板311电性连接于第二输出端12，如此可减缓灰尘在电极上的富集，且形成高压电场的电晕电极为负极，这种设置比电晕正极性时的击穿电压高，电晕放电更加稳定。

控制电路4电性连接于绕线线圈35，控制电路4用于调节绕线线圈35中的电流使导电击打块33沿容置空间310往复运动，以敲打吸尘腔体2使吸尘腔体2的内壁和底板311上收集的灰尘落入灰斗24。在一实施例中，控制电路4通过控制绕线线圈35的通断电来控制导电击打块33的往复运动；或者，控制电路4通过调节绕线线圈35的电流大小及/或电流方向来控制导电击打块33的往复运动，其中控制电路4通过控制流经绕线线圈35的电流大小来控制导电击打块33的运动高度。在实际应用中，绕线线圈35采用绝缘的漆包线，通过控制电路4切换漆包线中的电流方向，使导电击打块33在垂直方向上下运动；绕线线圈35的电流大小例如由可控硅导通角调节；控制电路4可以与高压脉冲电源1的电路集成在一起；此为本领域习知的技术手段，故不在此赘述。需要说明的是，图1仅为示意图，本发明可根据线圈实际绕线的不同来决定导电击打块上下击打或左右击打。

为了在清灰时使脱落的尘块直接落入灰斗24，击打周期对除尘效率有着较大的影响。优选地，控制电路4包括定时模块41，定时模块41通过周期性地控制绕线线圈35通断电以使导电击打块33以间隔时间运动。于另一实施例中，定时模块41通过周期性地调节绕线线圈35的电流大小及/或电流方向以使导电击打块33以间隔时间运动。

在一实施例中，导电击打块33可在绕线线圈35通电后产生的电磁力作用下压缩或者拉伸绝缘弹性件32。进一步地，导电击打块33在绕线线圈35断电后受绝缘弹性件32的恢复弹力及导电击打块33自身重力作用，而在气流腔室20内往复撞击，如1所示的上下撞击，用以实现清除电晕负极及吸尘腔体内壁上吸附的灰尘。在另一实施例中，导电击打块33在绕线线圈35接入第一电流方向及/或第一电流值后产生的电磁力作用下压缩或者拉伸绝缘弹性件32。进一步地，导电击打块33在绕线线圈35接入与第一电流方向相反的第二电流方向及/或与第一电流值相异的第二电流值后该绝缘弹性件32的恢复弹力及导电击打块33自身重力作用，而在气流腔室20内往复撞击。

需要说明的是，本发明中调节绕线线圈35中的电流的方式包括但不限于通断电、调节电流大小及调节电流方向，可以采用其中一种调节方式，也可综合采用多种调节方式，本发明不以此为限。

本发明在气流腔室20内形成电场，连接正极或负极(包括接地)的壁板都可以吸收灰尘。虽然导电击打块33撞击发生在吸尘腔体2的顶部，如连接正极的第一导电内壁211顶侧，但除尘装置100在组装上是一个整体，且绕线线圈35缠绕着吸尘腔体2，因此，击打正极板局部，连带负极板都会跟着震动。

在一实施例中，进风口22和出风口23的气流方向相同，且进风口22和出风口23分别设置于气流腔室20的两侧。于本实施例中，进风口22位于气流腔室20的第一导电内壁211的下端，出风口23位于气流腔室20的第二导电内壁212的上端，但本发明不以此为限。

本发明还提供一种投影机，包括如上任意一实施例所述的投影机内部除尘装置100。本发明的除尘装置100可以安装在对应投影机内散热风扇的入/出风口处，使投影机内部更加洁净。本发明的投影机内部，LED光源和光学模组的防尘罩可简化或取消，更利于散热，从而提高高发热模组的使用寿命。上述电源及控制电路部分可集成在投影机自有电路板中，产品增加成本较小。

投影机的使用环境决定了击打器的击打力度不需要很大。本发明利用击打器的导电击打块充当静电除尘系统中的其中一个电极棒，由于其设置于吸尘腔体内，且击打器的绕线线圈缠绕于吸尘腔体的外壁，故整个除尘结构更加精简；且本发明同时具有击打清灰的功能，使投影机内部除尘效果更佳，便于在投影机封闭腔体内的粉尘等级控制。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种投影机内部除尘装置，其特征在于包括：

高压脉冲电源，具有第一输出端和第二输出端，该第一输出端和该第二输出端的电压极性相反；

吸尘腔体，该吸尘腔体包括内壁、外壁、进风口、出风口和灰斗，该内壁具有第一导电内壁及第二导电内壁，该第一导电内壁与该第二导电内壁构成气流腔室，该进风口和该出风口分别设置于该气流腔室的侧方且皆连通于该气流腔室，该灰斗设置于该气流腔室的下方且连通于该气流腔室，该第一导电内壁电性连接于该第一输出端，该第二导电内壁电性连接于该第二输出端或接地，用以使该气流腔室内形成电场，该灰斗接地；

击打器，该击打器包括基座、绝缘弹性件、导电击打块、电极导线和绕线线圈，该基座固定安装于该气流腔室内，该基座具有底板和绝缘挡板，该底板和该绝缘挡板构成开口朝上的容置空间，该导电击打块设置于该容置空间内，该绝缘弹性件的一端固定连接于该导电击打块，其另一端固定连接于该底板或邻近该开口侧的该吸尘腔体的该内壁，该绕线线圈缠绕设置于该吸尘腔体的该外壁且其位置对应于该基座，该导电击打块通过该电极导线电性连接于该第一输出端或该第二输出端；以及

控制电路，电性连接于该绕线线圈，该控制电路用于调节该绕线线圈中的电流使该导电击打块沿该容置空间往复运动，以敲打该吸尘腔体使该吸尘腔体的该内壁和该底板上收集的灰尘落入该灰斗。

2.如权利要求1所述的投影机内部除尘装置，其特征在于，该导电击打块电性连接于该高压脉冲电源的该第二输出端，用以作为电晕电极与连接于该第一输出端的该第一导电内壁之间形成高压电场。

3.如权利要求1所述的投影机内部除尘装置，其特征在于，该控制电路通过控制该绕线线圈的通断电来控制该导电击打块的往复运动；或者，该控制电路通过调节该绕线线圈的电流大小及/或电流方向来控制该导电击打块的往复运动，其中该控制电路通过控制流经该绕线线圈的电流大小来控制该导电击打块的运动高度。

4.如权利要求1所述的投影机内部除尘装置，其特征在于，该控制电路包括定时模块，该定时模块通过周期性地控制该绕线线圈通断电以使该导电击打块以间隔时间运动；或者，该定时模块通过周期性地调节该绕线线圈的电流大小及/或电流方向以使该导电击打块以间隔时间运动。

5.如权利要求1所述的投影机内部除尘装置，其特征在于，该导电击打块在该绕线线圈通电后产生的电磁力作用下压缩或者拉伸该绝缘弹性件；或者，该导电击打块在该绕线线圈接入第一电流方向及/或第一电流值后产生的电磁力作用下压缩或者拉伸该绝缘弹性件。

6.如权利要求5所述的投影机内部除尘装置，其特征在于，该导电击打块在该绕线线圈断电后受该绝缘弹性件的恢复弹力及该导电击打块自身重力作用，而在该气流腔室内往复撞击；或者，该导电击打块在该绕线线圈接入与该第一电流方向相反的第二电流方向及/或与该第一电流值相异的第二电流值后受该绝缘弹性件的恢复弹力及该导电击打块自身重力作用，而在该气流腔室内往复撞击。

7.如权利要求1所述的投影机内部除尘装置，其特征在于，该灰斗安装于该气流腔室的下方，该灰斗与该气流腔室的连通处设置隔板，且该隔板接地。

8.如权利要求1所述的投影机内部除尘装置，其特征在于，该进风口和该出风口的气流方向相同，且该进风口和该出风口分别设置于该气流腔室的两侧。

9.如权利要求1所述的投影机内部除尘装置，其特征在于，该高压脉冲电源包括用于接受交流输入的主体调节器、具有该第一输出端和该第二输出端的高压整流器、电性连接于该主体调节器和该高压整流器之间的升压变压器、以及电性连接于该高压整流器和该主体调节器之间的自控反馈部。

10.一种投影机，其特征在于包括如权利要求1-9中任意一项所述的投影机内部除尘装置。

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