CN112631053B - Dlp投影装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及投影装置领域，公开了一种DLP投影装置，包括壳体、光源、第一透镜、第二透镜、色轮组件和数字微镜元件，所述壳体包括相邻设置的密封腔和散热腔，所述光源设置在所述散热腔内，所述第一透镜设置在所述光源的一侧，所述第一透镜贯穿所述密封腔与所述散热腔之间的腔壁且与所述密封腔密封连接，所述色轮组件、所述第二透镜和所述数字微镜元件设置在所述密封腔内，所述散热腔中设有第一散热器，所述第一散热器用于为所述光源和所述第一透镜散热，所述密封腔中设有第二散热器，所述第二散热器用于降低所述密封腔的温度。该DLP投影装置通过将光源和光路组件分别设置在散热腔和密封腔内，从而阻止灰尘进入到密封腔内污染光路组件。

Description

DLP投影装置

技术领域

本发明涉及投影装置领域，具体地涉及一种DLP投影装置。

背景技术

DLP是“Digital Light Processing”的缩写，即为数字光处理，也就是说这种技术要先把影像信号经过数字处理，然后再把光投影出来。说得具体点，就是DLP投影技术应用了数字微镜晶片来作为主要关键处理元件以实现数字光学处理过程。在DLP投影仪中，图像是由DMD（Digital Micromirror Device，数字微镜器件）产生的。DMD是在半导体芯片上布置一个由微镜片（精密、微型的反射镜）所组成的矩阵，每一个微镜片控制投影画面中的一个像素。

现有的DLP投影仪包括壳体和设置在壳体内的光源、色轮、数字微镜元件和镜头，对于投影仪的亮度主要取决于光源的亮度，传统光源的亮度可以达到3000流明以上，光源在产生高亮度的同时，会产生大量的热量，虽然人们通过不同的散热器帮助光源快速散热，但是，光源和散热器的热量仍无法快速从投影仪内排出，导致大量热量在投影仪内部积累，进而导致壳体内部温度过高。

为了将热量排出至机体外部，通过在壳体上开设多个散热孔，并在壳体内设置散热风扇，利用散热风扇将壳体内的热空气排出。为了提高散热效果，一方面，提高散热风扇的转速，从而提高散热空气的流量，这样的设置不仅会使得投影仪运行噪音增大，另一方面，会导致大量灰尘进入到壳体内，虽然设置在散热孔一侧的过滤棉能够对空气中的部分灰尘进行阻挡，但是，为了保证进入壳体内部的空气的流量，过滤棉的孔隙无法做到阻挡大部分灰尘进入，从而使得空气中的灰尘会在壳体内积累，灰尘的积累容易导致投影仪的镜片磨损、光路污染和画面质量下降等现象，这是用户不希望看到的。

现有技术中有设置密封装置将光学元件密封以减少灰尘，现有技术文献CN101986196A中公开了全密封式冷却系统DLP投影仪，将光学主体密封设置在密封体内，并通过风扇降低光学主体产生的热量，从而实现光学主体密封，防止灰尘并对光学主体散热降温。其虽然实现密封防灰，但是由于光学元件密封在密封体内且光源产生大量热量，散热性非常差，即使通过风扇传到热量，仍不能有效降温，并且全密封的结构也不便于元器件的更换。

发明内容

本发明的目的是提供一种DLP投影装置，该DLP投影装置通过将光源和光路组件分别设置在散热腔和密封腔内，以解决现有的投影仪内部温度高、灰尘容易污染光路组件的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种DLP投影装置，包括壳体、光源、第一透镜、第二透镜、色轮组件和数字微镜元件，所述壳体包括相邻设置的密封腔和散热腔，所述光源设置在所述散热腔内，所述第一透镜设置在所述光源的一侧，所述第一透镜贯穿所述密封腔与所述散热腔之间的腔壁且与所述密封腔密封连接，所述色轮组件、所述第二透镜和所述数字微镜元件设置在所述密封腔内，所述第一透镜、所述色轮组件、所述第二透镜和所述数字微镜元件依次设置且构成光路组件，所述散热腔中设有第一散热器，所述第一散热器用于为所述光源和所述第一透镜散热，所述密封腔中设有第二散热器，所述第二散热器用于降低所述密封腔的温度。

优选的，所述散热腔与所述密封腔之间设置有隔热层。

优选的，所述第一透镜靠近所述光源的一端的外周设置有反光层。

优选的，所述散热腔的上表面和下表面上开设有散热孔。

优选的，所述第一散热器包括导热件、热管、散热鳍片和散热风扇，所述热管的两端分别连接所述导热件和所述散热鳍片，所述导热件与所述光源贴合，所述散热鳍片设置在所述光源的上方且沿竖直方向设置，所述散热风扇设置在所述光源的下方。

优选的，所述第一散热器包括第一遮光筒，所述第一遮光筒的外周上间隔设置有多个条形的通气孔，两个所述通气孔之间形成遮光条，所述第一遮光筒套设在所述光源的外周。

优选的，所述第一散热器包括第二遮光筒，所述第二遮光筒的外周上间隔设置有多个条形的通气孔，两个所述通气孔之间形成遮光条，所述第二遮光筒套设在所述第一遮光筒的外周且与所述第一遮光筒之间存在间隙，所述第一遮光筒的通气孔与所述第二遮光筒的通气孔沿所述光源的周向交错设置。

优选的，所述第一散热器包括隔热透镜，所述隔热透镜设置在光源和所述第一透镜之间且与所述散热腔的内壁密封连接。

优选的，所述第二散热器包括循环风扇、循环流道和散热片，所述循环流道包括相互连通的第一流道和第二流道，所述第一流道位于所述密封腔内，所述光路组件设置在所述第一流道内，所述第二流道位于所述密封腔外，所述循环风扇设置在所述第二流道内，所述散热片的一端设置在所述第二流道内，另一端设置在所述第二流道外。

优选的，所述散热片包括多个且平行于所述第二流道的流通方向设置。

本发明所述的DLP投影装置通过设置包括散热腔和密封腔的壳体，并将作为DLP投影装置主要发热源的光源设置在散热腔内，使得光源的热量主要集中的在散热腔内，少部分热量传递到密封腔内，从而大幅度的降低了DLP投影装置其他零件的散热难度；通过将构成光路组件的第一透镜、第二透镜、色轮组件和数字微镜元件设置在密封腔内，从而避免密封腔外部的灰尘或其他污染物进入到密封腔内，进而避免了光路组件被污染或损坏；通过在散热腔内设置第一散热器，利用第一散热器对光源和第一透镜进行散热，第一散热器不仅降低光源自身温度，同时也会对散热腔进行降温，从而使得散热腔传递到密封腔的热量进一步降低，由于第一透镜的温度降低，使得第一透镜向密封腔内传递的热量减少，避免了密封腔的温度进一步升高；通过设置第二散热器对密封腔进行散热，使得密封腔内的光路组件的温度相对降低，从而提高投影装置的投影效果和使用寿命。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1是本发明一种实施方式的DLP投影装置的结构示意图；

图2是本发明一种实施方式的DLP投影装置的俯视图；

图3是本发明一种实施方式的DLP投影装置的剖视图；

图4是本发明一种实施方式的第一散热器的结构示意图；

图5是本发明一种实施方式的第二遮光筒的安装结构示意图；

图6是本发明一种实施方式的第二遮光筒的主视图。

附图标记说明

1壳体； 2光源；3第一透镜；4第二透镜；5 色轮组件；6数字微镜元件；7镜头；8第一散热器；9第二散热器；10 控制器；11 密封腔；12 散热腔；13 隔热层；31 反光层；81 导热件；82 热管；83 散热鳍片；84 散热风扇；85 第一遮光筒；86 第二遮光筒；87隔热透镜；91循环风扇；92 循环流道；93 散热片；121 散热孔；851 通气孔；852 遮光条；921 第一流道；922 第二流道。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指在装配使用状态下的方位。“内、外”是指相对于各部件本身轮廓的内、外。

在本发明中提供了一种DLP投影装置，如图1至图6所示，包括壳体1、光源2、第一透镜3、第二透镜4、色轮5和数字微镜元件6，所述壳体1包括相邻设置的密封腔11和散热腔12，所述光源2设置在所述散热腔12内，所述第一透镜3设置在所述光源2的一侧，所述第一透镜3贯穿所述密封腔11与所述散热腔12之间的腔壁且与所述密封腔11密封连接，所述色轮5、所述第二透镜4和所述数字微镜元件6设置在所述密封腔11内，所述第一透镜3、所述色轮5、所述第二透镜4和所述数字微镜元件6依次设置且构成光路组件，所述散热腔12中设有第一散热器8，所述第一散热器8用于为所述光源2和所述第一透镜3散热，所述第一散热器8包括风冷散热器，所述密封腔11中设有第二散热器9，所述第二散热器9用于降低所述密封腔11的温度。

本发明所述的DLP投影装置通过设置包括散热腔12和密封腔11的壳体1，并将作为DLP投影装置主要发热源的光源2设置在散热腔12内，将光路组件设置在密封腔11中，使得光源2的热量主要集中的在散热腔12内，从而避免了现有的投影装置中光源2的热量直接加热光路组件的情况，进而降低了光路组件的工作温度，提高光路组件的使用寿命、提高投影装置的投影效果；通过设置贯穿所述密封腔11与所述散热腔12之间的腔壁且与所述密封腔11密封连接的第一透镜3，使得光源2产生的光能够透过第一透镜3传递到密封腔11中，进而使得光源2的大部分热量都集中在散热腔12中，光源2的少部分热量以光能的形式直接传递到密封腔11内，从而大幅度的降低了DLP投影装置光路组件的散热难度，从而使得第二散热器9的体积和重量大幅降低，进而使得DLP投影装置整机的成本、重量和体积降低；通过将构成光路组件的第一透镜3、第二透镜4、色轮5和数字微镜元件6设置在密封腔11内，从而避免密封腔11外部的灰尘或其他污染物进入到密封腔11内，通过密封腔11中的不含灰尘的气体对光路组件进行降温，进而避免了光路组件被污染或损坏；通过在散热腔12内设置第一散热器8，利用第一散热器8对光源2和第一透镜3进行散热，第一散热器8不仅降低光源2自身温度，同时也会对散热腔12进行降温，从而使得散热腔12传递到密封腔11的热量进一步降低，由于第一透镜3的温度降低，使得第一透镜3向密封腔11内传递的热量减少，避免了密封腔11的温度进一步升高；通过设置第二散热器9对密封腔11进行散热，使得密封腔11内的光路组件的温度相对降低，从而提高投影装置的投影效果和使用寿命。

为了降低散热腔12与密封腔11之间的热量的传递，如图2所示，所述散热腔12与所述密封腔11之间设置有隔热层13，具体的，所述隔热层13包括设置在所述散热腔12与所述密封腔11之间的隔热棉、设置在所述散热腔12与所述密封腔11之间的空气间隙或所述散热腔12与所述密封腔11之间的壁体中的一种或多种。

上述中，所述散热腔12与所述密封腔11均包括单独设置的腔体，所述散热腔12与所述密封腔11之间可拆卸连接。这样的设置不仅能够进一步阻碍所述散热腔12与所述密封腔11之间的热量的传递，还使得散热腔12能够拆卸，便于光源2的更换。

为了进一步降低密封腔11的温度，如图2所示，所述第一透镜3靠近所述光源2的一端的外周设置有反光层31，所述反光层31包括在所述第一透镜3的外周，具体的，所述反光层31包括反光膜，所述反光膜包裹在所述第一透镜3的外周，这样的设置使得光源2仅通过第一透镜3一端的端面，而不照射所述第一透镜3的外周、加热第一透镜3，从而避免第一透镜3的一端温度升高，导致另一端温度升高，进而避免第一透镜3将热量从散热腔12传递到密封腔11。

进一步的，所述散热腔12的内表面设有反光层31，所述反光层31能够对光源2产生的热辐射进行反射，从而降低散热腔12腔体的温度。

为了降低光源2的散热所需能耗，所述散热腔12的上表面和下表面上开设有散热孔121。这样的设置使得当光源2发热时，加热散热腔12内的空气，由于热空气的密度相对外界空气较小，从而驱使热空气上升，通过散热腔12上表面的散热孔121排出，同时，由于密封腔11内的气压降低，外界新鲜空气从散热腔12小表面的散热孔121进入散热腔12，随着光源2的不断加热，实现散热腔12内空气的循环，从而使得空气不断为光源2散热，并不消耗其他能量。

进一步的，为了提高光源2的散热效率，如图2和图3所示，所述第一散热器8包括导热件81、热管82、散热鳍片83和散热风扇84，所述热管82的两端分别连接所述导热件81和所述散热鳍片83，所述导热件81与所述光源2贴合，所述散热鳍片83设置在所述光源2的上方且沿竖直方向设置，所述散热风扇84设置在所述光源2的下方。导热件81与光源2贴合能够增大二者之间的接触面积，使得光源2的热量能够均匀、快速的传递到导热块上，导热块通过热管82将热量传递到散热鳍片83上，并通过散热风扇84转动产生的气流将散热鳍片83上的热量带走；通过将散热鳍片83设置在光源2的上方，使得散热鳍片83同时受到散热风扇84产生的气流和光源2自身驱动空气产生的气流的叠加气流的影响，使得散热鳍片83的散热效率提高；通过将散热风扇84设置在光源2的下方，使得外界新鲜空气在进入散热腔12时，能够首先经过散热风扇84，对散热风扇84进行降温，降低光源2热量对散热风扇84的影响，提高散热风扇84的使用寿命。

为了降低散热腔12腔体和第一散热器8的温度，如图5和图6所示，所述第一散热器8包括第一遮光筒85，所述第一遮光筒85的外周上间隔设置有多个条形的通气孔851，两个所述通气孔851之间形成遮光条852，所述遮光条852的横截面为弧形，所述第一遮光筒85套设在所述光源2的外周，第一遮光筒85能够对光源2部分光线进行遮挡，避免光源2产生的光线无遮挡的照射在散热腔12的内表面和第一散热器8的其他部件上，从而降低散热腔12的腔体温度升高幅度、第一散热器8的散热风扇84和散热鳍片83的温度升高幅度，降低散热腔12的腔体温度有利于减小散热腔12与密封腔11之间的热量传递，从而降低密封腔11腔体内的温度，降低第一散热器8的散热风扇84和散热鳍片83的温度，有利于提高第一散热器8对光源2的散热效率。此外，当散热风扇84将气流送向光源2时，使得气流被多个遮光条852分流，并引导至不同的通气孔851中，由于遮光条852的外表面为弧形，所以当气流吹向遮光条852时，不仅能够有效降低气流的噪音，还能够均匀的分布在光源2的不同位置，从而使得光源2的不同部位均能够实现有效的散热，提高散热效率。

进一步的，如图5和图6所示，所述第一散热器8包括第二遮光筒86，所述第二遮光筒86的外周上间隔设置有多个条形的通气孔851，两个所述通气孔851之间形成遮光条852，所述第二遮光筒86套设在所述第一遮光筒85的外周且与所述第一遮光筒85之间存在间隙，所述第一遮光筒85的通气孔851与所述第二遮光筒86的通气孔851沿所述光源2的周向交错设置。这样的设置一方面使得光源2沿周向罩设的光线能够被遮挡在第一遮光筒85和第二遮光筒86内，从而避免光源2加热散热腔12和第一散热器8的散热风扇84和散热鳍片83；另一方面，所述第一遮光筒85的通气孔851与所述第二遮光筒86的通气孔851沿所述光源2的周向交错设置，使得散热风扇84所产生的气流能够穿过第一遮光筒85和第二遮光筒86的通气孔851，所述第一遮光筒85与所述第二遮光筒86的设置不会影响的散热；同时，由于遮光条852的截面为弧形，使得散热风扇84所产生的气流能够流畅的穿过第一遮光筒85和第二遮光筒86的通气孔851，降低散热风扇84所产生的气流经过所述第一遮光筒85与所述第二遮光筒86时产生的噪音；此外，多个遮光条852能够对散热风扇84产生的气流进行分流，使得散热风扇84所产生的气流更加均匀的吹向光源2的不同位置，提高光源2的散热均匀性。

为了降低光源2传递至密封腔11的热量，如图3所示，所述第一散热器8包括隔热透镜87，所述隔热透镜87为平面透镜，所述隔热透镜87设置在光源2和所述第一透镜3之间且与所述散热腔12的内壁密封连接。这样的设置使得隔热透镜87能够阻挡散热腔12的热空气直接加热第一透镜3，从而使得第一透镜3的温度提高，进而使得第一透镜3的热量传导至密封腔11内。

所述第二散热器9通过带动密封腔11的气体循环，并通过贯穿密封腔11腔体的散热片93对密封腔11的气体进行散热。如图3所示，根据本发明的一种实施方式，所述第二散热器9包括循环风扇91、循环流道92和散热片93，所述循环流道92包括相互连通的第一流道921和第二流道922，所述第一流道921位于所述密封腔11内，所述光路组件设置在所述第一流道921内，所述第二流道922位于所述密封腔11外，所述循环风扇91设置在所述第二流道922内，所述散热片93的一端设置在所述第二流道922内，另一端设置在所述第二流道922外。通过设置循环流道92和循环风扇91，使得密封腔11内的气体能够在第一流道921和第二流道922内循环，使得密封腔11的热量不会集中在一个地方，从而避免局部过热；通过将循环风扇91和散热片93设置在第二流道922中，使得经过散热片93的气体的流量提高，从而提高第二散热器9的散热效率；通过将第二流道922设置在所述密封腔11外有利于密封腔11内的热量快速的扩散至外界空气中，提高密封腔11的散热效率。

进一步的，为了提高经过散热片93的气体的流量，所述散热片93包括多个且平行于所述第二流道922的流通方向设置。这样的设置有利于降低散热片93对第二流道922内的气体的流动阻力，提高气体与散热片93之间的换热效率，进而提高散热片93的散热效率。

此外，所述的DLP投影装置还包括镜头7组件，如图3所示，所述镜头7组件包括镜片，所述镜片贯穿所述密封腔11的腔壁且与所述密封腔11密封连接。

所述的DLP投影装置还包括控制器10，所述控制器10分别与所述光源2、所述色轮5、所述数字微镜元件6、所述第一散热器8和第二散热器9电连接。

与现有技术相比，本发明所述的DLP投影装置将光路组件设置在密封腔中，通过将构成光路组件的第一透镜、第二透镜、色轮和数字微镜元件设置在密封腔内，从而避免密封腔外部的灰尘或其他污染物进入到密封腔内，通过密封腔中的不含灰尘的气体对光路组件进行降温，进而避免了光路组件被污染或损坏。

本发明所述的DLP投影装置将主要发热源的光源设置在散热腔内，使得光源的热量主要集中的在散热腔内，从而避免了现有的投影装置中光源的热量直接加热光路组件的情况，也大大降低了密封腔内的热量，进而降低了光路组件的工作温度，避免光路元器件高温受损，提高光路组件的使用寿命、提高投影装置的投影效果。此外，将光源设置在散热腔内，还便于更换和维修光源。

进一步的，通过在散热腔内设置第一散热器，利用第一散热器对光源和第一透镜进行散热，第一散热器不仅降低光源自身温度，同时也会对散热腔进行降温，从而使得散热腔传递到密封腔的热量进一步降低，由于第一透镜的温度降低，使得第一透镜向密封腔内传递的热量减少，避免了密封腔的温度进一步升高；通过设置第二散热器对密封腔进行散热，使得密封腔内的光路组件的温度相对降低，从而提高投影装置的投影效果和使用寿命。

并且，本发明所述的DLP投影装置通过设置贯穿所述密封腔与所述散热腔之间的腔壁且与所述密封腔密封连接的第一透镜，使得光源产生的光能够透过第一透镜传递到密封腔中，进而使得光源的大部分热量都集中在散热腔中，光源的少部分热量以光能的形式直接传递到密封腔内，大幅度的降低了DLP投影装置光路组件的散热难度，从而使得第二散热器的体积和重量大幅降低，进而使得DLP投影装置整机的成本、重量和体积降低。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (6)

1.一种DLP投影装置，其特征在于，包括壳体（1）、光源（2）、第一透镜（3）、第二透镜（4）、色轮组件（5）和数字微镜元件（6），所述壳体（1）包括相邻设置的密封腔（11）和散热腔（12），所述光源（2）设置在所述散热腔（12）内，所述第一透镜（3）设置在所述光源（2）的一侧，所述第一透镜（3）贯穿所述密封腔（11）与所述散热腔（12）之间的腔壁且与所述密封腔（11）密封连接，所述色轮组件（5）、所述第二透镜（4）和所述数字微镜元件（6）设置在所述密封腔（11）内，所述第一透镜（3）、所述色轮组件（5）、所述第二透镜（4）和所述数字微镜元件（6）依次设置且构成光路组件，所述散热腔（12）中设有第一散热器（8），所述第一散热器（8）用于为所述光源（2）和所述第一透镜（3）散热，所述密封腔（11）中设有第二散热器（9），所述第二散热器（9）用于降低所述密封腔（11）的温度；

所述散热腔（12）的上表面和下表面上开设有散热孔（121）；

所述第一散热器（8）包括导热件（81）、热管（82）、散热鳍片（83）和散热风扇（84），所述热管（82）的两端分别连接所述导热件（81）和所述散热鳍片（83），所述导热件（81）与所述光源（2）贴合，所述散热鳍片（83）设置在所述光源（2）的上方且沿竖直方向设置，所述散热风扇（84）设置在所述光源（2）的下方；

所述第一散热器（8）包括第一遮光筒（85），所述第一遮光筒（85）的外周上间隔设置有多个条形的通气孔（851），两个所述通气孔（851）之间形成遮光条（852），所述第一遮光筒（85）套设在所述光源（2）的外周；

所述第一散热器（8）包括第二遮光筒（86），所述第二遮光筒（86）的外周上间隔设置有多个条形的通气孔（851），两个所述通气孔（851）之间形成遮光条（852），所述第二遮光筒（86）套设在所述第一遮光筒的外周且与所述第一遮光筒之间存在间隙，所述第一遮光筒的通气孔（851）与所述第二遮光筒的通气孔（851）沿所述光源（2）的周向交错设置。

2.根据权利要求1所述的DLP投影装置，其特征在于：所述散热腔（12）与所述密封腔（11）之间设置有隔热层（13）。

3.根据权利要求1所述的DLP投影装置，其特征在于：所述第一透镜（3）靠近所述光源（2）的一端的外周设置有反光层（31）。

4.根据权利要求1所述的DLP投影装置，其特征在于：所述第一散热器（8）包括隔热透镜（87），所述隔热透镜（87）设置在光源（2）和所述第一透镜（3）之间且与所述散热腔（12）的内壁密封连接。

5.根据权利要求1所述的DLP投影装置，其特征在于：所述第二散热器（9）包括循环风扇（91）、循环流道（92）和散热片（93），所述循环流道（92）包括相互连通的第一流道（921）和第二流道（922），所述第一流道（921）位于所述密封腔（11）内，所述光路组件设置在所述第一流道（921）内，所述第二流道（922）位于所述密封腔（11）外，所述循环风扇（91）设置在所述第二流道（922）内，所述散热片（93）的一端设置在所述第二流道（922）内，另一端设置在所述第二流道（922）外。

6.根据权利要求5所述的DLP投影装置，其特征在于：所述散热片（93）包括多个且平行于所述第二流道（922）的流通方向设置。

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