CN110780517A - 激光投影设备 - Google Patents

激光投影设备 Download PDF

Info

Publication number
CN110780517A
CN110780517A CN201911055913.2A CN201911055913A CN110780517A CN 110780517 A CN110780517 A CN 110780517A CN 201911055913 A CN201911055913 A CN 201911055913A CN 110780517 A CN110780517 A CN 110780517A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light source
lens
laser
circuit boards
laser projection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911055913.2A
Other languages
English (en)
Inventor
崔雷
邢哲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qingdao Hisense Laser Display Co Ltd
Original Assignee
Qingdao Hisense Laser Display Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qingdao Hisense Laser Display Co Ltd filed Critical Qingdao Hisense Laser Display Co Ltd
Priority to CN201911055913.2A priority Critical patent/CN110780517A/zh
Publication of CN110780517A publication Critical patent/CN110780517A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14Details
    • G03B21/145Housing details, e.g. position adjustments thereof
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14Details
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14Details
    • G03B21/16Cooling; Preventing overheating
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14Details
    • G03B21/20Lamp housings

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)

Abstract

本发明提供了一种激光投影设备,包括整机外壳,底座,在两者形成的容置空间内设置有光源、光机、镜头和多个电路板;其中,光源用于提供照明光束,光机用于对照明光束进行调制,镜头用于将调制后的光束投影成像;光源、光机、镜头沿着光束传播方向依次连接并设置于底座上;以及多个电路板相对于底座竖直并沿整机外壳的内侧设置。上述激光投影设备利于实现整机的小型化。

Description

激光投影设备
技术领域
本发明涉及激光投影显示技术领域,尤其涉及一种激光投影设备。
背景技术
激光光源具有单色性好,亮度高,寿命长等优点,是较为理想的光源。随着激光器器件功率的提升,满足工业化应用的要求,激光器也逐渐被作为光源照明使用。比如近年来,投影设备中使用激光器作为投影光源,逐渐取代了汞灯照明,并且相比于LED光源,激光器也具有光学扩展量小,亮度高的优点。
激光器按照发光种类,分为蓝色激光器,红色激光器和绿色激光器,分别发出蓝色激光,红色激光和绿色激光。在激光光源中,半导体激光器将电能转化为光能,光功率效率可以在40%左右,还有60%的电能转化为热能。随着激光器温度升高,激光器发光效率会逐渐衰降,所以对激光器进行控制温度对激光器的正常工作至关重要。
为满足激光投影设备散热需求,在传统风冷散热方式中,通常会设置多个风扇,配合体积较大的散热翅片来提高散热能力,但是这又带来散热系统占用系统体积较大的问题,同时也给系统结构排布带来影响。
在现有技术中,激光投影设备的光学引擎部分和电路板部分通常分别位于整机壳体的不同区域,比如,电路板部分位于左侧,光学引擎部分位于右侧,或者两者对调。这种激光投影设备的整机布局呈扁平型,外观上仍不具备小型化要求。
现有技术中,如图1所示,激光投影主体部分(相当于光学引擎部分)和图像再现装置(主要为电路部分)为上下配置的方式,主体部分和图像再现装置之间具有区分部件。这样虽然可以缩短投影设备长度的方向,但是厚度/高度方向又有所增加,显得厚重。
需要一种能够提供产品化价值较高的小型化产品方案。
发明内容
本发明提供一种激光投影设备,能够实现激光投影设备的体积小型化。
本发明提供了一种激光投影设备:包括整机外壳,底座,光源,光机和镜头,其中光源、光机、镜头和多个电路板位于整机外壳和底座形成的容置空间内;光源用于提供照明光束,光机用于对照明光束调制,镜头用于将调制后的光束投影成像,三者沿着光束传播方向依次连接并设置于底座上;多个电路板,相对于底座竖直并沿整机外壳的内侧设置。
上述一个或多个实施例的激光投影设备,在外壳和底座形成的容置空间内,容置有光源,光机和镜头,以及多个电路板,多个电路板相对于底座垂直并沿外壳的内侧设置,相比于现有技术中电路板平铺叠放的方案,能够大大减小电路板在整机长度方向维度所占的体积,且靠近外壳内侧竖直设置,利用狭窄的空间即可满足放置需求,空间利用率高,排布紧凑,利于实现整机产品的小型化。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术一种激光投影设备的整机结构示意图;
图2为本发明实施例中一种激光投影设备的整机结构示意图;
图3为本发明实施例中一种激光投影设备光路原理示意图;
图4为本发明实施例中一种激光投影设备的整机散热结构示意图;
图5为本发明实施例中光学引擎部分结构示意图;
图6为本发明实施例光源结构分解示意图;
图7为本发明实施例中另一种激光投影设备整机结构示意图;
图8为一种MCL激光器结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
首先根据图2所示的激光投影设备示例,对本实施例的激光投影设备结构和工作过程进行说明。
激光投影设备10包括整机壳体011和底座012,整机壳体011和底座012形成有容置空间,在容置空间内,还包括装配于底座012之上的光源100,光机200,以及镜头300,这三大部分构成光学引擎部分,并沿着光束传播方向依次连接。三大部分各自具有对应的壳体进行包裹,以对光学部件进行支撑并使得各光学部分达到一定的密封或气密要求。
在整机壳体011和底座012形成的容置空间内还包括多个电路板400,多个电路板400相互平行,且位于整机外壳011的内侧竖直设置于底座012上。
在一种具体实施中,参见图2和图5,其中,光机200和镜头300连接且沿着整机第一方向设置,比如第一方向可以为整机的宽度方向,或者按照使用方式,第一方向与用户观看的方向相对,光源100和光机200的连接方向则与第一方向垂直,从而光源100,光机200,镜头300组成的光学引擎部分呈“L”型连接。光机位于“L”型的拐角位置。从而光轴发生90度转折,使得光路一个方向上的长度得到了压缩。
参见图2,激光投影设备10还包括多个电路板400,多个电路板400相对于底座102竖直并沿着整机外壳011的内侧设置。在图示中,仅示意性的表征了整机外壳011的一部分。具体地,多个电路板400相互平行设置,贴近整机壳体101的内侧设置,在一种具体实施中,多个电路板400至少面对光机200的侧面平行设置。这样便于多个电路板400共用光机200的散热路径。通常,光源100为激光光源时,其温控要求严格,会单独设计散热,因此,光源100和光机200的散热通常不设置在一处。
或者,多个电路板400面对光源100和光机200的连接结构体平行设置。在这里,通常整机壳体101为包括顶盖的罩体,本文中所示的外壳可以是指设备主体四周的外壳部分。
多个电路板400包括供电板卡,也称电源板,用于为设备的多个模块提供供电;显示板卡,主要用于控制投影系统成像,本实施例中为DLP系统,比如DMD芯片信号的生成,光源时序信号以及PWM亮度调光信号的输出等;信号传输板卡,也称TV板,主要是用于将视频信号解码后形成图像信号传输给显示板卡,进一步进行图像的处理。
以及,在激光投影设备10中,还设置有音响,风扇等多个结构。音响一般位于设备正面的两侧,风扇通常位于左右两侧的进风口和出风口处。
图3示出了一种激光投影设备的光路原理图,如图3所示,光源100输出的光束入射至光机200中,光机200再将光束入射至镜头300。其中光源100为三色激光光源,能够输出红绿蓝三色激光。光源100还包括多个光学镜片,对激光光束合光和会聚。由于激光本身具有较强的相干性,因此,为了改善激光投影带来的散斑问题,在光源输出至光机的光路中还可设置有消散斑部件,比如,运动的扩散片,经运动的扩散片对光束进行扩散后,可增加光束的发散角度,利于改善散斑现象。运动的扩散片可设置于光源100中,也可以设置于光机200中。从光源100出射的光束入射至光机200,通常匀化部件,比如光导管位于光机200的前端,用于接收光源的照明光束,具有混光和匀化的作用,且光导管的出口为矩形,对光斑具有整形效果。光机200中还包括多片透镜组,TIR或RTIR棱镜用于形成照明光路,将光束入射至核心关键器件-光阀,光阀调制光束后入射镜头300的透镜组中进行成像。根据投影架构的不同,光阀可以包括很多种,比如LCOS,LCD或者DMD,在本示例中,应用DLP架构,光阀为DMD芯片或称数字微镜阵列。
本示例中提到的激光投影设备可以为超短焦激光投影设备。
在超短焦投影设备中,镜头300为超短焦投影镜头,通常包括折射镜组和反射镜组,将DMD反射入的光束进行成像。超短焦投影镜头将成像光束进行校正、放大后经过反射后入射至投影介质,比如投影屏幕进行成像,这样就不必像长焦投影设备一样需要距离投影介质一段固定的距离才能投射出预设尺寸的图像,投影设备可以距离投影介质较近,提高使用体验。超短焦投影设备可以实现较小的投射比,比如小于0.3,在本示例中,投射比可以为0.24。
以及,如图5所示,在本示例提供的激光投影设备中,光机200和镜头300同向设置,镜头300的部分镜片组伸入光机200内部,利于减小光机和镜头这两部分组装后的体积。“L”型的连接形式也利于反射式光阀的出光设计。由于DMD芯片表面具有成千上万的微小的反射镜,从光源100的光出口出射的光束方向,以及与镜头300的入光面的光束方向相比,可认为光源100光束的光轴方向与镜头300的光轴方向在空间位置上具有垂直关系。DMD芯片设置于光机的顶面,底面或者侧面,接收光源100的照明光束后反射进入镜头300中。
现有技术中,激光光源包括单色光源和双色光源,单色光源是采用蓝色激光器激发荧光粉来产生另外两种颜色的基色光(或者多于两种颜色的荧光),双色光源是采用了蓝色激光器和红色激光器,由蓝色激光器来激发荧光粉产生绿色荧光(或者绿色荧光和其他颜色荧光),这样光源部件中需要有荧光轮,激发光路也需要进行整形,并且荧光轮还要配备对应的驱动马达,散热来保证正常工作,使得非三色激光光源的光路复杂,光程长,体积大,会造成整个光源的体积与光机和镜头的体积之和相当,成为制约整机体积结构设计的瓶颈。
由激光器来产生三基色光,不再使用荧光轮等波长转换部件来产生荧光,也省略了对应的驱动和散热部件,光路也得到了简化,使得整个光源的结构体积大大减小,从而光源,光机和镜头可以呈“L”型排列,光路结构更加规整、紧凑。同时,光源体积的减小也为散热系统的摆放提供了空间。
在本示例中,光源100为纯三色激光光源,用于为光机200提供光源照明,具体地,光源100通过时序性地、同步输出三基色照明光束为光机200提供照明光束。光源100也可以为非时序性输出,存在不同基色的叠加输出时段,比如红色和绿色存在叠加输出时段,增加光束周期中黄色的比例,有利于提升图像亮度,或者红色,绿色,蓝色同时在一部分时段点亮,三色叠加形成白色,可以提升白场亮度。
以及,当应用其他类型的光调制部件时,为配合三片式LCD液晶光阀,光源部中的三色基色光可同时点亮输出混合白光。而在本示例中,光源部100虽然时序性的输出三色基色光,根据混光原理,人眼是分辨不到某一时刻光的颜色的,感知到的仍然是混合的白光。
在一种实施例中,如图2所示,多个电路板400面对光源100和光机200连接后的结构体平行设置,多个电路板400包括多个彼此平行设置的电路板,如前所述的供电板卡,显示板卡和信号传输板卡等,以及,还可以包括DMD驱动板,激光器驱动板等。
具体地,多个电路板通过钣金件固定安装至设备底座上,或者,同时与整机外壳进行固定。多个电路板之间通过信号传输线连接,进行信号的的传输。
以及,为了不增加激光投影设备的厚度/高度,电路板呈扁长型竖直设置。
以及,底座012可以为金属材质,或者,底座012上设置金属板,多个电路板400可以均与金属材质的底座或者底座上的金属板接触,实现共地的目的,并符合EMI电磁干扰测试要求。
在一种实施中,多个电路板设置于整机外壳的一个内侧,可以具体是整机的后侧,其中,此处的后侧时相对于镜头所朝向的用户方向的而言的,以镜头所朝向的方向为整机壳体的前侧。
以及,在一种实施中,多个电路板也可以沿着整机外壳的后侧和前侧,且均位于壳体的内侧设置,此处的前侧是指镜头朝向的整机壳体的方向为前侧。
如图2和图5所示,多个电路板400面对且靠近光源和光机的连接结构体设置,从而可以共用光源和/或光机的散热路径,有利于散热系统的设置。
如图5所示的光学引擎的结构和散热结构示意图,光源100为单MCL型激光器,激光器可以与底座呈垂直放置,也可以呈非90°放置,比如70°,可以根据光路需要进行设置。激光器背面通过热管102连接散热装置101。
根据光机200上DMD芯片的设置位置的不同,散热器设置于DMD芯片安装面的背面,因此散热器可以位于光机200的侧面,顶面或底面,通常位于光机的顶面或者侧面,如图5和图2所示,散热器201位于光机壳体的侧面。这样散热器201与多个电路板卡相对,当有散热气流流经该散热器时,多个电路板卡也处于散热气流的路径中,实现了一条散热路径上为多个部件散热。
多个电路板400可以均沿整机外壳的一个内侧设置,比如图2所示,多个电路板400均位于后侧的整机外壳的内侧,与光源和光机的连接体相对设置。
或者,多个电路板也可以沿着整机外壳的多个内侧设置,如图7所示,比如一部分电路板400a位于后侧的整机外壳的内侧,另一部分电路板400b,比如可以是激光器驱动板,位于与后侧相对的,前侧的整机外壳的内侧。由于该电路板靠近光源或镜头的散热装置设置,从而可以共用对光源的散热装置或镜头的散热气流,实现自身的散热。
以及,为了加强对电路板的散热效率,如图7所示,还可以在电路板400b背面设置散热结构401,散热结构401可以是铝挤翅片。
以及,上述提到的散热装置101和散热器201均可以为铝制散热翅片。
当多个电路板集中设置在一处时,利于对该热量集中区域进行集中散热。当如图4所示的多个电路板沿着整机外壳的内侧设置时,可以充分利用光学引擎部分与整机外壳内侧之间的多个狭长空间,而不需要额外为电路板单独预留空间,利于实现整机结构的小型化。
以及,位于不同侧的电路板分别位于光学引擎部分不同的散热路径中,从而也可以共用光学引擎部分的散热路径。
在本示例中,由于整机壳体两侧设置有进风口和出风口,因此为了不对进风口和出风口进行遮挡,在整机壳体的左右两侧的内侧位置通常不设置电路板。
在激光投影设备中,光源是主要的发热源,激光器的高密度能量光束照射到光学镜片表面也会产生热量。DMD芯片为零点几个英寸的面积,但是却需要承受整个投影图像所需的光束能量,其发热量也非常高。一方面,激光器具有设定的工作温度,来形成稳定的光输出,兼顾使用寿命和性能,同时,设备内部包含多个精密光学镜片,尤其是超短焦镜头包含多个镜片,如果整个设备内部温度过高,热量聚集,会造成镜头内镜片发生“温飘”现象,成像质量会严重下降。以及,电路板器件等部件受电信号驱动,也是热量较为集中的区域,并且各个电子器件也具有设定的工作温度。因此,良好的散热和温度控制对于激光投影设备正常工作是非常重要的保证。
激光投影设备除了包括光源、光机、镜头,以及多个电路板外,还包括散热系统,用于对上述光学引擎部分和电路板部分进行散热,保证设备的正常运行。
参见图4,图4在图2提供的激光投影设备结构基础上示出了散热路径。
根据气流流向,本示例的激光投影设备具有两条主要散热路径,如图表示的路径a和路径b。
如图4所示,激光投影设备包括第一风扇501和第二风扇502,具体地,第一风扇501可以位于设备的进风口处,第二风扇502位于设备的出风口处。第一风扇501和第二风扇502位于激光投影设备的散热路径a中。在该散热路径中,位于第一风扇501和第二风扇502之间设置有三色激光器部件和光机部分,以及面对光源和光机、竖直设置的多个电路板。图示散热路径a中,第一风扇501和第二风扇502之间的散热气流流经光源100壳体和光机200壳体表面的同时,也流经多个电路板400的表面。
在本示例中,光机中DMD芯片的工作温度通常控制在70℃左右,电路板的工作温度可控制在75~85℃,两者的工作温度相近,因此可以设置在同一散热路径中。散热路径a的气流主要为了冷却光机部分和电路板部分。这样,电路板部分直接位于冷气流中,与位于光学引擎部分的下游,被携带有光学引擎部分散热热量的气流进行冷却相比,明显地,本示例中的电路板部分的冷却效率更高,能够更好的保障电子器件、电子系统的工作可靠性。
需要说明的是,散热路径a的流向可以如图示的从左向右,也可以从右向左。即,散热气流可以从光源方向流向光机方向,并排出整机外壳的右侧,也可以从光机方向流向光源方向,并从整机外壳的左侧排出。
需要说明的是,上述示例中,光机中的DMD芯片使用风冷强制对流散热方式,也可以使用液冷散热,或者TEC半导体制冷片。
在散热路径a中,散热气流并不主要为了激光器光源部分散热,激光器光源的散热需要利用设置在其背面的散热装置散热。
如图4所示,散热装置101和镜头300位于散热路径b中。
具体地,图6示出了光源100的结构分解示意图。光源100包括激光器105,激光器105发出的合光光束通过光源出口104出射。在与光源出口104所在面垂直的、激光器的背面连接有光源散热系统。光源散热系统包括贴附激光器背面的导热板103,与导热板103连接的热管102,热管102通常为多根,提高热传导能力。热管102可以单层铺设在导热板103远离激光器背面的一侧,也可以双层铺设在导热板103远离激光器背面的一侧。
散热装置101包括多个相互平行的散热翅片,热管102的冷端分别垂直贯穿散热翅片,使得热管冷端均匀分布于散热翅片之间,从而散热翅片的温度分布均匀,有利于散热翅片的热量传递。热管的冷端与散热翅片的连接方式为焊接。
激光器朝向散热装置101的一侧设有热沉(图中未示出),散热装置101包括导热板103与翅片模块,热沉与导热板103接触。导热板103设置有凹槽,用于适配容纳圆形的热管结构,增大与热管蒸发端的导热面积。
本申请实施例提供的激光光源中的激光器为MCL激光器,MCL激光器的PCB板是围绕MCL的外侧设置的,因此MCL激光器的背面是一个较好的平面,可直接将热沉安装至激光器的背面。
本实施例提供的激光光源中激光器的散热原理可为:激光器产生的热量通过热传导方式传导至热沉上,热沉上的热量通过热传导方式传导至导热板103上,导热板103上的热量通过热传导方式传导至热管102的蒸发端,热管102蒸发端的热量传导至热管102的冷凝端,热管102冷凝端的热量传导至散热翅片上,通过散热翅片将热量传递至空气中,降低激光器的温度。
在本示例中,三色激光器为一个MCL型激光器,其背面的散热装置和镜头并列设置,从而与光源、光机、镜头形成的“L”型结构构成相对规整的长方体,充分利用“L”型造型空余的空间。
在散热路径b中,对应散热装置设置有第三风扇,第三风扇使的气流依次从左向右流经散热装置、镜头,并从整机外壳的右侧排出。在本示例中,光源100为激光光源,通常不同颜色的激光器类型具有不同的工作温度要求。在本示例中,激光器组件的温度控制在45℃~50℃之间,比如当控制为45℃时,第三风扇将环境温度的风吸进来,环境温度通常在20~25℃,对散热装置进行风冷散热,将散热翅片的表面温度降至43℃。从而从散热装置流向镜头部分的热气流的温度也不会高于50℃。
为了对激光器组件进行散热,散热翅片的温度与激光器热沉的温度差在2~3℃范围内。散热翅片具有多组平行的风道,第一气流穿过这些散热翅片表面和内部风道后形成第二气流,第二气流再吹向镜头300,第二气流可以沿着镜头300壳体周围和镜头300壳体底部空间流过,带走镜头壳体表面的热量。由于镜头的工作温度控制在85℃,散热翅片的温度在53℃,仍然低于镜头的工作温度,因此流经散热翅片后的第二气流相对于镜头而言仍然是冷风气流,可以利用散热。
从光源吹向镜头流向方式,能够有效的对光源进行快速降温散热,满足激光器光源低温的温控要求,同时由于具有较大的工作温度差,已经携带有激光器热源热量的气流还可以继续吹向镜头,而该气流温度仍低于镜头所需的工作温度,因此仍可进行温度交换,流经镜头后从整机右侧的出风口排出。
在散热路径b中,与散热路径a中不同,散热气流需要从整机的左侧吹向右侧,从工作温度低的部件吹向工作温度高的部件。
具体地,在整机的进风口处设置了第三风扇503,第三风扇503和第一风扇501可以并列设置。
以及,为了增强风压,在该散热路径中部还设置了第四风扇504,对散热路径b的气流形成引导,分别从散热装置后再经过一次加速后流经镜头,并最终排出壳体外。其中,第四风扇504设置在散热装置和镜头之间。
或者,为了进一步增强风压,还可以如图7所示,在镜头与整机外壳之间的出风口处设置第五风扇505。
或者,如图7所示,散热路径b中可以同时设置第三风扇503,第四风扇504和第五风扇505。
以及,如图7所示,当电路板400b侧置于散热装置101和整机外壳011之间时,电路板400b的表面可以通过散热路径b中的散热气流对自身进行散热。
以及,需要说明的是,上述三色激光器组件为MCL型激光器组件,将多颗发光芯片封装在一块基板上,形成面光源输出。如图8所示的一种MCL型激光器,包括金属基板1102,金属基板1102上封装有多颗呈发光芯片(图中未示出),多颗发光芯片可以串联,也可以按照行或者列并联进行驱动。多颗发光芯片可以按照4X6阵列排列,也可以是其他阵列排列方式,比如3X5阵列,或者2X7阵列,或者2X6阵列,或者4X5阵列,不同阵列数目的激光器的整体发光功率不同。金属基板1102的两侧伸出引脚1103,通过将这些引脚进行电信号连接,可以驱动发光芯片发光。覆盖于MCL激光器的发光面,还设置有准直透镜组1101,准直透镜组1101通常通过胶粘固定。准直透镜组1101包括多颗准直透镜,通常会一一对应发光芯片的发光位置,对激光光束进行对应的准直。激光器组件的金属基板的背面以面接触的方式与导热部件或热管连接,可以增大导热面积。
在上述散热路径a或散热路径b中,气流基本呈线型流动,很少具有迂回和转折,这能够减小气流流动的阻力,便于气流携带热量后迅速以较快的流速流走,便于对热源部件的散热。
散热路径a中,光阀,电路板具有逐渐升高的工作温度阈值,散热路径b中,散热翅片,镜头,电路板具有逐渐升高的工作温度阈值,上述结构布局方式也利于设计散热路径,散热气流可以从工作温度阈值较低的部件流向工作温度阈值较高的部件,在一个散热路径中可以依次为多个热源部件散热,既能满足多个热源部件的工作散热需求,同时整机散热效率高。
上述一个或多个实施例中的激光投影设备,通过设置不同的散热路径,分别将散热气流依次流经部分光源,光机和电路板,以及另一部分光源,镜头和电路板,一方面散热气流可以从工作温度阈值较低的部件流向工作温度阈值较高的部件,在一个散热路径中可以依次为多个热源部件散热,散热空间利用率高,另一方面,设置不同的散热路径,能够满足激光光源多个部分不同的散热需求,且散热系统体积小,进而有利于整机小型化。
在上述实施例提供的激光投影设备中,红色激光的发光功率范围可以为24W~56W,蓝色激光的发光功率范围可以为48W~115W,绿色激光的发光功率范围可以为12W~28W。上述三色的激光器均采用MCL型激光器组件,与BANK型激光器相比,在输出相同的发光功率下,体积大大减小。
在本示例中,通过将多个电路板设置于整机的后侧且竖直放置(此处的后侧与用户看到的正面相对,镜头更靠近用户的位置),而不是将电路板平铺设置于整机的左或右侧,或左右两侧,可以大大缩短整机在长度维度上的尺寸,实现视觉上小型化的效果。
并且,电路板呈扁平型竖直放置,对整机高度的影响可以大大降低。
以及,竖直放置可以充分利用整机外壳与光学引擎部分之间的狭窄空间,占用体积小,提高整机结构的空间利用率,整机排布也更为紧凑,从而实现整机的小型化。
多个电路板可以集中于一处设置,比如均位于整机的后侧位置。这样整机布局更为规整,也有利于多多个电路板进行集中散热。
多个电路板也可以分散处于整机前侧外壳和后侧外壳的内侧,位于前后壳与光学引擎部分之间的多个空间内,进一步提高狭窄空间的利用率。但为了避免电路板过于分散,提高管理和设计成本,优选地,将电路板可以位于整机外壳的前侧和后侧的内侧的各一处设置,且位于散热路径中,能够使得散热气流流经其表面,达到共用散热气流散热的目的。
由于镜头中包括多个镜片组,多个镜片组当处于高温环境时容易发生温飘现象,出现成像模糊,解析度下降等问题,当多个电路板集中设置于整机后侧时,多个电路板也是热量集中区域,可以远离镜头区域,不容易对镜头造成热回流,而降低对镜头镜片的温度影响。
多个电路板面对光学引擎部分设置,可以共用光学引擎部分的散热路径。在本示例中,当多个电路板设置于整机后侧,面对光源和光机时,可以共用光机的散热路径。当多个电路板设置于整机后侧和前侧时,可以分别共用光机,光源和镜头的散热路径,不需要额外设置散热系统。
多个电路板竖直放置于底座上,当置于散热路径中,利于散热气流充分的从平行设置的多个电路板表面吹过,而电路板直接处于温度较低的散热气流中,可以直接快速的进行降温。
综上一个或多个实施例提供的技术方案,能够兼顾激光投影产品的小型化以及散热系统的优化,光学引擎、电路板和散热系统的布局合理,尤其应用于多色激光光源时产品应用价值高。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种激光投影设备,其特征在于,包括整机外壳,底座,所述整机外壳和所述底座形成容置空间,
所述容置空间内设置有:光源、光机、镜头和多个电路板;
所述光源用于提供照明光束,所述光机用于对所述照明光束进行调制,所述镜头用于将调制后的光束投影成像;
所述光源、光机、镜头沿着光束传播方向依次连接并设置于所述底座上;
所述多个电路板相对于所述底座竖直并沿所述整机外壳的内侧设置。
2.根据权利要求1所述的激光投影设备,其特征在于,所述多个电路板面对所述光机平行设置。
3.根据权利要求1所述的激光投影设备,其特征在于,所述多个电路板至少包括供电板卡,显示板卡和信号传输板卡。
4.根据权利要求1所述的激光投影设备,其特征在于,所述多个电路板均沿所述整机外壳的一个内侧设置。
5.根据权利要求1所述的激光投影设备,其特征在于,所述多个电路板沿所述整机外壳的多个内侧设置。
6.根据权利要求4所述的激光投影设备,其特征在于,所述整机外壳的一个内侧为所述整机外壳的后侧的内侧,所述镜头所朝向的所述整机外壳的一侧。
7.根据权利要求5所述的激光投影设备,其特征在于,所述多个电路板沿着所述整机外壳的后侧、前侧的内侧设置,所述镜头所朝向的所述整机外壳的一侧。
8.根据权利要求1所述的激光投影设备,其特征在于,所述光源、光机、镜头连接后呈“L”型。
9.根据权利要求1或8所述的激光投影设备,其特征在于,所述激光投影设备还包括第一风扇和第二风扇,所述第一风扇和第二风扇之间的气流流经所述多个电路板,以及,所述光源和光机位于所述第一风扇和第二风扇之间。
10.根据权利要求9所述的激光投影设备,其特征在于,光源的背面设置有散热装置,对应所述散热装置设置有第三风扇,所述第三风扇将散热气流从所述散热装置吹向所述镜头。
CN201911055913.2A 2019-10-31 2019-10-31 激光投影设备 Pending CN110780517A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911055913.2A CN110780517A (zh) 2019-10-31 2019-10-31 激光投影设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911055913.2A CN110780517A (zh) 2019-10-31 2019-10-31 激光投影设备

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110780517A true CN110780517A (zh) 2020-02-11

Family

ID=69388341

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911055913.2A Pending CN110780517A (zh) 2019-10-31 2019-10-31 激光投影设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110780517A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111683235A (zh) * 2020-06-03 2020-09-18 青岛海信激光显示股份有限公司 激光投影设备
CN114153112A (zh) * 2020-09-07 2022-03-08 青岛海信激光显示股份有限公司 激光投影设备
CN114257797A (zh) * 2020-09-25 2022-03-29 青岛海信激光显示股份有限公司 投影系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101090627A (zh) * 2006-06-15 2007-12-19 精工爱普生株式会社 冷却装置及投影机
CN101154027A (zh) * 2006-09-29 2008-04-02 精工爱普生株式会社 光学装置及投影机
US20110157560A1 (en) * 2009-12-30 2011-06-30 Qisda Corporation Electronic apparatus and projector
US20120307212A1 (en) * 2011-05-31 2012-12-06 Panasonic Corporation Image display apparatus
CN202837785U (zh) * 2012-06-28 2013-03-27 华柏光电股份有限公司 微型光学影像装置
CN103196076A (zh) * 2012-01-05 2013-07-10 三菱电机株式会社 光源装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101090627A (zh) * 2006-06-15 2007-12-19 精工爱普生株式会社 冷却装置及投影机
CN101154027A (zh) * 2006-09-29 2008-04-02 精工爱普生株式会社 光学装置及投影机
US20110157560A1 (en) * 2009-12-30 2011-06-30 Qisda Corporation Electronic apparatus and projector
US20120307212A1 (en) * 2011-05-31 2012-12-06 Panasonic Corporation Image display apparatus
CN103196076A (zh) * 2012-01-05 2013-07-10 三菱电机株式会社 光源装置
CN202837785U (zh) * 2012-06-28 2013-03-27 华柏光电股份有限公司 微型光学影像装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111683235A (zh) * 2020-06-03 2020-09-18 青岛海信激光显示股份有限公司 激光投影设备
CN111683235B (zh) * 2020-06-03 2022-04-05 青岛海信激光显示股份有限公司 激光投影设备
CN114153112A (zh) * 2020-09-07 2022-03-08 青岛海信激光显示股份有限公司 激光投影设备
CN114257797A (zh) * 2020-09-25 2022-03-29 青岛海信激光显示股份有限公司 投影系统
WO2022062966A1 (zh) * 2020-09-25 2022-03-31 青岛海信激光显示股份有限公司 投影系统
CN114257797B (zh) * 2020-09-25 2023-10-27 青岛海信激光显示股份有限公司 投影系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110687739A (zh) 激光投影设备
US10827153B2 (en) Projection device
CN107765496B (zh) 光源装置、图像投影装置、光源装置的设置方法
CN112114476B (zh) 激光投影设备
US8007114B2 (en) Small-sized projector with high heat dissipating efficiency
US7740379B2 (en) Illumination module and projection apparatus
EP2887141B1 (en) Projector having light source including laser diodes
CN110780517A (zh) 激光投影设备
JP4988912B2 (ja) 投写型映像表示装置
CN112526806B (zh) 激光投影设备
JP2007103748A (ja) 熱交換器、液冷システム、光源装置、プロジェクタ、電子デバイスユニット、電子機器
US20100066982A1 (en) Small-sized projector with high heat-dissipating efficiency
JP4657242B2 (ja) 投写型映像表示装置
JPWO2019035282A1 (ja) 投射型表示装置
JP2010197500A (ja) 発光装置及び光源装置並びにこの光源装置を用いたプロジェクタ
US8469521B2 (en) Projector
CN111258164B (zh) 激光投影设备
JP2014002347A (ja) 液晶表示装置
CN112526810B (zh) 激光投影设备
US11454871B2 (en) Laser projection apparatus
CN112114481A (zh) 激光投影设备
WO2018042524A1 (ja) 光源装置および投写型表示装置、半導体発光素子の冷却方法
JP2019008138A (ja) 冷却装置及びプロジェクター
JP2005202112A (ja) 光源装置および投射型表示装置
WO2021185084A1 (zh) 激光光源及激光投影设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20200211

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication