CN112782916A - 一种带有垂直式散热的全封闭光机及其投影机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有垂直式散热的全封闭光机及其投影机，属于单片LCD投影显示技术，光机的散热与防尘技术领域。其特征在于从LCD液晶屏的长边即垂直进风散热，使得散热更充分有效、温度控制更均匀；光机采用全密闭、防尘设计，进而提出使用半导体制冷片技术的主动散热方式解决全密闭导致的热量无法有效排出的问题，而且制造成本也大为降低。

Description

一种带有垂直式散热的全封闭光机及其投影机

技术领域

单片LCD投影显示技术，光机的散热与防尘技术。

背景技术

现阶段单片LCD投影机行业中，对4-6寸的LCD液晶屏及其附属光学部件（包括入光侧菲涅尔透镜、增亮玻璃、入光偏振膜、出光偏振膜和出光侧菲涅尔透镜）的散热主要采用在液晶屏短边侧增加涡流或轴流风机，用或吹或吸的方式强制迫使液晶屏两侧的空气流动，从而带走液晶屏和各光学部件上的热量达到降低液晶屏和各主要光学部件温度的作用。

短边侧进风容易造成液晶屏和各光学膜片在离风机远端处的温度不好控制，会出现温度偏高。轻者会造成图像显示由于温度不均匀而造成的偏色现象；重者会造成液晶屏和各光学膜片高温点处提前于其使用寿命而开始发黄甚至烧毁。

现阶段行业中的单片LCD投影显示方案之密闭光机（从LED照明到显示单元再到投射镜头整体光学组件）主要有两种：一种称之为半密闭光机，主要特点是封闭光机设有进风口和出风口，但进风和出风都用高密度防尘网粘贴，起到一定的防尘的效果；另一种是全密闭光机，主要特点是全密闭，可达到最佳的防尘效果，没有进出风口，只有导热铝片安装在光机一侧并贯穿其内外，起到向外传递热量的作用。

半密闭光机由于与外界是连通的，外部冷空气可以源源不断的引入光机内部，实现对高热环境下的LCD液晶屏以及偏振片等光学部件的有效散热，所以此类光机亮度可以做到较高的水平。其缺点显而易见就是其不完全封闭，仍然会有机会把灰尘和湿气带入到光学系统中，对图像显示质量和光学部件寿命都造成影响，对整机加工生产过程中的良品率控制也是极其不利的。

全密闭光机突出优点就是显示单元全密闭，完全阻断灰尘和湿气进入的可能。配以洁净的生产环境可以有效提高产品良率，降低生产成本。对光机工作状态来讲，将使显示效果更稳定、各光学部件的寿命更长、受环境温度的影响更小。其缺点就是其内部的大量热量不能有效的及时排出光机之外，造成内部各光学部件的温度偏高。所以这类全密闭光机只能用于低亮度的投影机。

因此，现有的技术缺点是：短边侧进风使得液晶屏和各光学部件上的温度不均匀而造成偏色，甚至器件由于温度偏高而损坏；为防止远端温度过高往往会采用高风压大风量的风机强制散热，这样势必会增加成本和增加整机的噪音；防尘效果做不到，或者防尘做好亮度又无法达到要求。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种带有垂直式散热的全封闭光机，带有垂直式散热的全封闭光机旨在解决现有技术中投影仪短边进风导致的散热不均匀问题；光机系统的完全密闭、防尘，进而提出使用半导体制冷片技术的垂直散热方式解决全密闭导致的热量又无法有效排出的问题。

本发明的目的之二在于投影机，此投影机旨在解决现有技术中针对会议、家庭、教育使用时喇叭声音小且音质差的问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种带有垂直式散热的全封闭光机，所述带有垂直式散热的全封闭光机包括：照明系统和成像系统的全封闭光机罩体、垂直式进风及出风风道、半导体制冷模组。

所述全封闭光机罩体围出一个封闭空间，此封闭空间内有光学组件，在此空间内形成有空气垂直循环散热路径。

所述光学组件包括：照明系统，包括LED灯板、聚光光漏斗、菲涅尔透镜、增亮玻璃；成像系统包括LCD液晶显示屏、菲涅尔透镜、反射镜及投影镜头。所述封闭空间内的空气在全封闭光机中从LCD液晶显示屏的下端长边处垂直方向顺时针循环流动。

所述半导体制冷模组埋植于全密闭光机的顶部，其冷面朝内热面朝外。

所述投影镜头及反射镜设置在所述全封闭光机罩体体内的右侧，起到改变光路和放大成像的作用。

作为本发明的一种优选技术方案，所述全封闭光机罩体内设置有用于辅助气体沿所述内部气流垂直方向进行循环散热的风机。

作为本发明的一种优选技术方案，所述半导体制冷模组冷面用置于光机内部的带多沟槽状吸热铝块紧密贴合，热面用热管导热的方式与纵置的散热鳍片组连接，吸收并传递热量的作用。

作为本发明的一种优选技术方案，所述半导体制冷模组冷面贴合设置有吸热风道；所述多沟槽状吸热风道安装在所述半导体制冷模组的下部。

所述带多沟槽状吸热铝块，沟槽顶端设置有铝制封闭盖板，使多沟槽形成多个两端敞开的风道。

作为本发明的一种优选技术方案，所述外散热器包括散热铝块、嵌入铝块的热管及穿插于热管冷端的纵置散热铝制鳍片组。

作为本发明的一种优选技术方案，所述封闭空间内的气体可以经过冷却后优先流经过所述LCD液晶显示屏。

所述涡流风机驱动空气在全封闭光机中垂直方向顺时针循环流动。

所述涡流风机，其两个并排放置位于全封闭光机的下部并靠近所述LCD液晶显示屏下端长边处，风从LCD液晶显示屏的下方吹向上方，并将LCD液晶显示屏分为左半边区和右半边区独立散热。

作为本发明的一种优选技术方案，所述气体循环散热路径包含主路径及多条分支路径，所有所述分支路径均为所述主路径相通。

所述制冷模组设置在所述主路径上；所述封闭空间内的气体可循环主路径或其中一个分支路径流经所述LCD液晶显示屏的下端长边处；各分支路径各设有至少一需散热部件。

作为本发明的一种优选技术方案，所述投影光机包括聚光光漏斗、LED灯板；所述光学组件包括与所述LCD液晶显示屏平行设置的菲涅尔透镜、增亮玻璃。

所述LCD液晶显示屏紧贴于所述聚光光漏斗大端，所述LED灯板紧贴于所述聚光光漏斗小端，聚光光漏斗四个反射面采用导热性能及反射率都较高的镜面铝材质。

所述LED灯板在工作状态下所发出的白光照射到所述LCD液晶显示屏上，一部分光透过所述LCD液晶显示屏并经过光学元件成像，其余大部分光通量被液晶阻挡并产生热量。

所述LED灯板热量经过所述制冷模组降温的冷空气通过所述菲涅尔透镜与所述聚光光漏斗之间的狭小通道构成所述气体循环路径的其中一部分，达到对所述LCD液晶显示屏和其他光学部件的散热。

作为本发明的一种优选技术方案，所述光学组件包括反射镜。

反射镜一短边贴合于所述菲涅尔透镜一侧，另一短边贴合于所述镜头一侧，所述反射镜一长边位于双涡流风机上方。

作为本发明的一种优选技术方案，所述全封闭光机是所述投影机的主体和核心；整机安装有防尘网；所述全封闭光机的反射镜后面可以内置电源；投影机光机后部可以放置一个音箱。

所述防尘网，可以防止使用环境中大的灰尘和毛屑等杂质进入机内堵塞机内的散热铝片，影响散热效果。

所述内置电源，可以在所述全封闭光机的反射镜后面放置。

所述内置音箱，带有左右两个大尺寸全频放音单元，并配合大尺寸低频辐射器，可实现高品质伴音播放。

本发明的有益效果是：本发明一种带有垂直式散热的全封闭光机及其投影机，通过采用从LCD液晶屏的长边也就是垂直进风散热，使得散热更充分有效、温度控制更均匀；光机采用全密闭、防尘设计，实现全密闭光机系统的同时达到高亮度显示的迫切需求；对液晶屏和个光学部件的散热更均匀，图像显示偏色小；减少一个外置风机，从而降低机器的整体噪音，适合批量生产。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面结合附图和实施对本发明专利进一步说明。

图1是本发明专利的正视图。部件主要包括，半导体制冷模组（TEM）、聚光漏斗罩、LED灯散热轴流风机、LED灯板、LED灯散热器、半导体制冷模组（TEM）散热轴流风机、全封闭光机罩体、投影镜头和光机内部反射镜。

图2是本发明专利的后视图。

图3是本发明专利的内部结构及具体使用时与半导体制冷模组（TEM）、聚光漏斗罩、LED灯散热轴流风机、LED灯板、LED灯散热器、半导体制冷模组（TEM）散热轴流风机、全封闭光机罩体、投影镜头和光机内部反射镜的位置关系。

图4本发明专利的投影机整机布局图。全封闭光机是投影机的主体和核心。整机安装有防尘网，可以防止使用环境中大的灰尘和毛屑进入机内堵塞机内的散热鳍片，影响散热效果。全封闭光机的反射镜后面的空间可以放置一内置电源。投影机内光机下部的空间可以放置一个较大音箱箱体，可以达到较为理想的放音效果。

具体实施方式

结合附图1，为一种带有垂直式散热的全封闭光机的正视图。部件主要包括，半导体制冷模组（TEM）①、聚光漏斗罩②、LED灯散热轴流风机③、LED灯板⑤、LED灯散热器④⑥、半导体制冷模组（TEM）散热轴流风机⑦、全封闭光机罩体⑧、投影镜头⑨和光机内部反射镜⑩。

结合附图2，为一种带有垂直式散热的全封闭光机的后视图。

结合附图3，为一种带有垂直式散热的全封闭光机的内部结构。半导体制冷模组位于全封闭光机的顶部，半导体制冷器（TEC）①的冷面使用高导热率的导热材料紧密贴附于位于全封闭光机顶部的大面积蓄冷块②上，起到制冷或者吸收热量的作用。半导体制冷器（TEC）①的热面位于全封闭光机的外部，与散热器⑯使用高导热率的导热材料紧密贴合，并利用热管的较强的传热效率把热量迅速导出至纵置的散热鳍片上，利用高速轴流风机⑮排出机壳。并排放置的涡流风机⑤⑥位于全封闭光机的下部并靠近LCD液晶屏⑧的下端长边处。两个涡流风机的出风风道开口位于入光侧菲涅尔透镜⑩、增亮玻璃⑨、LCD液晶屏⑧和出光侧菲涅尔透镜⑦的下方。风向从图3所示的下方吹向上方。涡流风机驱动空气在全密闭光机中垂直方向顺时针循环流动。由于两个涡流风机的出风口距离各光学部件比较近，并且分左右独立散热，所有有较好的散热效率和较为均匀的散热效果。反射镜④和投影镜头③位于光机右侧，起到改变光路和放大成像的作用。轴流风机⑫一个作用是为LED灯板⑭的散热器⑪散热，另一个作用是排出投影机整机内置电源以及多余的热空气。⑬是聚光漏斗罩起着支撑固定LED灯板和连接灯板与全封闭光机主体的作用。在工作状态下，LED灯板⑭发出的白光照射到LCD液晶显示屏⑧上，一部分光透过LCD液晶屏并经过光学元件成像，大部分光通量被液晶阻挡并产生热量。热量被经过TEC制冷片降温的冷空气通过光漏斗⑬和菲涅尔透镜⑦之间的狭小通道带走，并成为温度略高的热空气。热空气经过顶部的蓄冷块将大部分热量被吸收，通过TEC降温成为冷空气，如此循环达到对LCD屏和其他光学部件的散热。

结合附图4为一种带有垂直式散热的全封闭光机的投影机整机布局图。全封闭光机①是投影机⑤的主体和核心。整机安装有防尘网②，可以防止使用环境中大的灰尘和毛屑进入机内堵塞机内的散热鳍片，影响散热效果。全封闭光机的反射镜后面的空间可以放置一内置电源③。投影机内光机下部的空间可以放置一个较大音箱箱体④，可以达到较为理想的放音效果。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的优选实施方式，还可以根据这些附图获得其他相关的附图，也应视为本发明的保护范围。

Claims (19)

1.一种带有垂直式散热的全封闭光机，其特征在于，包括含有照明系统和成像系统的全封闭光机罩体、垂直式进风及出风风道、半导体制冷模组；所述全封闭光机罩体围出一个封闭空间，此封闭空间内有光学组件，在此空间内形成有内部空气垂直循环散热路径；所述光学组件包括：照明系统，包括LED灯板、聚光光漏斗、菲涅尔透镜、增亮玻璃；成像系统包括LCD液晶显示屏、菲涅尔透镜、反射镜及投影镜头；所述封闭空间内的空气在全封闭光机中从LCD液晶显示屏的下端长边处垂直方向顺时针循环流动；所述半导体制冷模组，其特征在于，包括半导体制冷片（TEC），用热管导出带有散热鳍片的热端散热器、带多沟槽状的吸热风道。

2.根据权利要求1所述的一种带有垂直式散热的全封闭光机，其特征在于：所述全封闭光机罩体内设置有用于辅助气体沿所述气体循环通道循环散热的风机。

3.根据权利要求2所述的一种带有垂直式散热的全封闭光机，其特征在于：所述气体循环散热路径包含主路径及多条分支路径，所有所述分支路径均为所述主路径相通； 所述制冷模组设置在所述主路径上；所述封闭空间内的气体可循环主路径或其中一个分支路径流经所述LCD液晶显示屏的下端长边处；各分支路径各设有至少一需散热部件。

4.根据权利要求3所述的一种带有垂直式散热的全封闭光机，其特征在于：所述半导体制冷模组冷面用置于光机内部的大面积带多沟槽状吸热铝块紧密贴合，热面用热管导热的方式与纵置的散热鳍片组连接。

5.根据权利要求4所述的一种带有垂直式散热的全封闭光机，其特征在于：所述带多沟槽状吸热块，沟槽顶端设置有铝制封闭盖板，使多沟槽形成多个两端敞开的风道；所述多沟槽状吸热风道安装在所述半导体制冷模组的下部。

6.根据权利要求5所述的一种带有垂直式散热的全封闭光机，其特征在于：所述封闭空间内的气体可以经过冷却后优先流经过所述LCD液晶显示屏。

7.根据权利要求6所述的一种带有垂直式散热的全封闭光机，其特征在于：所述制冷模组的冷面贴合设置有吸热风道，其热面贴合设置有外散热器，所述吸热风道安装在所述全封闭空间内。

8.根据权利要求7所述的一种带有垂直式散热的全封闭光机，其特征在于：外散热器包括散热铝块、嵌入铝块的热管及穿插于热管冷端的纵置散热铝制鳍片组。

9.根据权利要求8所述的一种带有垂直式散热的全封闭光机，其特征在于：所述涡流风机驱动空气在全封闭光机中垂直方向顺时针循环流动；所述涡流风机，其两个并排放置位于全封闭光机的下部并靠近所述LCD液晶显示屏下端长边处，风从LCD液晶显示屏的下方吹向上方，并将LCD液晶显示屏分为左半边区和右半边区独立散热。

10.根据权利要求9所述的一种带有垂直式散热的全封闭光机，其特征在于：所述投影光机包括聚光光漏斗、LED灯板；所述光学组件包括与所述LCD液晶屏平行设置的菲涅尔透镜、增亮玻璃。

11.根据权利要求10所述的一种带有垂直式散热的全封闭光机，其特征在于：所述LCD液晶显示屏紧贴于所述聚光光漏斗大端，所述LED灯板紧贴于所述聚光光漏斗小端，聚光光漏斗四个反射面采用导热性能及反射率都较高的镜面铝材质。

12.根据权利要求11所述的一种带有垂直式散热的全封闭光机，其特征在于：所述LED灯板在工作状态下所发出的白光照射到所述LCD液晶显示屏上，一部分光透过所述LCD液晶显示屏并经过光学元件成像，其余大部分光通量被液晶阻挡并产生热量。

13.根据权利要求12所述的一种带有垂直式散热的全封闭光机，其特征在于：所述积于LCD液晶显示屏的热量经过所述制冷模组降温的冷空气通过所述菲涅尔透镜与所述LCD液晶显示屏之间的狭小通道构成所述气体循环路径的其中一部分，达到对所述LCD液晶显示屏和其他光学部件的散热。

14.根据权利要求1所述的一种带有垂直式散热的全封闭光机，其特征在于：所述投影镜头及反射镜设置在所述全封闭光机罩体体内的右侧，起到改变光路和放大成像的作用。

15.根据权利要求14所述的一种带有垂直式散热的全封闭光机，其特征在于：所述投影镜头一端紧贴于所述制冷模组侧，另一端与所述反射镜短边紧贴。

16.根据权利要求15所述的一种带有垂直式散热的全封闭光机，其特征在于：所述反射镜一短边贴合于所述菲涅尔透镜一侧，另一短边贴合于所述镜头一侧，所述反射镜一长边位于双涡流风机上方。

17.一种投影机，其特征在于：包含有所述带有垂直式散热的全封闭光机组件。

18.根据权利要求17所述的一种投影机，其特征在于：整机安装有防尘网；所述全封闭光机的反射镜后面可以内置电源；投影机光机后部可以放置一个音箱；所述防尘网，可以以防止使用环境中大的灰尘和毛屑等杂质进入机内堵塞机内的散热铝片，影响散热效果；所述内置电源，可以在所述全封闭光机的反射镜后面放置；所述内置音箱，带有左右两个大尺寸全频放音单元，并配合大尺寸低频辐射器，可实现高品质伴音播放。

19.根据权利要求18所述的一种投影机，其特征在于：所述音箱在所述全封闭光机后部的空间可以放置一个较大音箱箱体，可以达到使用者所需要的理想的优质音效。

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