CN1181390C - 光机引擎照明系统的冷却风道装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的光机引擎照明系统的冷却风道装置，包括具有光源灯架的一照明系统，该灯架侧面固定一风道本体，由其内部至少一分隔肋分隔风道本体成多个具有不同面积的风道，该多个风道为不同面积的光源风道、透镜风道及副风道，一外分流道，自该风道本体下面连接其中一风道，延伸至风道本体外，通过设于风道本体上的一轴流风扇，吸取空气经各风道及外分流道进行冷却照明系统，提高风扇冷却效率，减少风扇使用量，以降低成本及风扇噪音。

Description

光机引擎照明系统的 冷却风道装置

技术领域

本发明涉及一种影像投影显示装置，特别是涉及影像投影装置中光机引擎的照明系统，并涉及影像投影装置中光机引擎照明系统的冷却风道装置。

背景技术

随着光电技术快速发展，一般投影显示装置为了能够在萤幕上投影出高亮度及更清晰的影像，提供使用者舒适观赏效果，常使用高功率灯泡作为光机引擎投射照明系统的光源。然而高功率灯泡同时也产生高温散热的问题，为了冷却高功率灯泡及其照射光机引擎光学元件所引起的高温，进而避免灯泡光学元件因高温导致性能下降，现有技术光机引擎的照明系统，虽以散热风扇作为冷却，但由于需散热的灯泡及光学元件较为分散，必需一一配置风扇，致使风扇数量增多，因而产生噪音问题。因此如何有效散热及降低噪音，已成为本领域研发的重点。

请参阅图1，其显示现有投影显示装置的光机引擎，主要包括一照明系统10及一成像系统20，照明系统10中，设于灯架111内的灯泡光源11产生一照明光束，此照明光束照射于镜片组架17内的第一透镜阵列12(lensarray)，第一透镜阵列12是由许多小透镜组合而成，可使照明光束亮度均匀化，第一透镜阵列12的背面面向光源，背面并镀有一层紫外—红外线滤光膜121[ultraviolet-infrared cutter(UV-IR cutter)]，将不可见光先给予滤除，以减少紫外线、红外线等无用不可见光光线进入投影光学系统，避免增加光学元件的温度，照明光束穿过第一透镜阵列12后，通过斜设于前方的反射镜13(reflector mirror)，将照明光束转向，照射于一第二透镜阵列14，第二透镜阵列14背向光源的背面也镀有一层紫外—红外线滤光膜141，再经具有偏光膜151的极化系统15(polarizing convert system，PCS)及一聚光镜16(condenser lens)，集中光线，射入成像系统20。

成像系统20由第一分光镜21将照明光束分成红光及其他可见光，红光经第一分光镜21反射，进入第一反射镜211，再反射穿过光延迟片、液晶显示器及偏光片等构成的第一透镜组212，入射于X-菱镜24，其他可见光则直接穿过第一分光镜21，照射于第二分光镜22，经分光为蓝光及绿光，其中蓝光经第二分光镜22反射，穿过光延迟片、液晶显示器及偏光片等构成的第二透镜组221，入射于X-菱镜24，另外绿光则直接穿过第二分光镜22，经第三反射镜222及第四反射镜223，穿过光延迟片、液晶显示器及偏光片等构成的第三透镜组224，入射于X-菱镜24，最后由X-菱镜24将红蓝绿光合光后，入射于投影镜头25，而后投影至萤幕(未图示)。

由于现有光机引擎是采用高功率的灯泡作为投射照明光源，除了光源11的高热灯泡需要冷却外，首先照射到的第一透镜阵列12，由于接受最大热量，温度将升高，更因其背面所镀一层紫外—红外线的滤光膜121，与第一透镜阵列12的材料不同，由于膨胀系数不同，当温度达到其界限时，将造成第一透镜阵列12背面的滤光膜121剥离，形成空隙而影响光学质量。另外第二透镜阵列14，所接受的照明光束，虽然第一透镜阵列12的滤光膜121已经滤除紫外—红外线，但可见光的热量仍然相当高，同样在温度升高至一界限后，造成滤光膜141剥离，极化系统15的偏光膜151也有同样剥离的情形。此外，成像系统20中各光学元件的光学质量，也受高温影响，但因本发明的特征仅限于照明系统10，故在此不予赘述其成像系统20中的散热，且本发明的成像系统也不限于前述穿透式光阀系统，也可适用于反射式光阀系统。

在现有投影显示装置中，为降低照明系统的温度，通常在光源11、第一透镜阵列12及第二透镜阵列14与极化系统15等分散位置，各别设一风扇散热。现有装置也有以较大风扇同时帮助光源11和较接近光源11的第一透镜阵列12散热，对距离光源11较远的第二透镜阵列14另以一较小风扇散热。然而，此两种方式都必须使用多个风扇，不仅成本高、噪音增加，系统控制的困难度也跟着增加，系统可靠度随之降低，进而影响产品的质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光机引擎照明系统的冷却风道装置，其中使用单一风扇以减少噪音、降低成本，并提高系统运转可靠性。

本发明的另一目的在于提供一种光机引擎照明系统的冷却风道装置，依照各元件散热的需要风量，以不同口径的风道分流装置，充分利用风扇的风量，有效提高风扇的散热效率。

本发明的目的是这样实现的，即提供一种光机引擎照明系统的冷却风道装置，包括：一照明系统，包括一光源灯架，该灯架具有一侧面；一风道本体，具有一上面、一下面及介于该上面与该下面之间的一内部，该下面固定在该灯架侧面；至少一分隔肋，位于该内部，分隔风道本体成多个风道，该多个风道为不同面积的光源风道、透镜风道及副风道；一外分流道，自该下面连接该多个风道中的一风道，延伸至该风道本体外；以及一轴流风扇，依附于该上面。

也就是说，本发明光机引擎照明系统的冷却风道装置包括具有光源灯架的照明系统，该灯架侧面固定一风道本体，由其内部至少一分隔肋，分隔风道本体成多个不同面积的风道，一外分流道自该风道本体下面连接其中一风道，并延伸至风道本体外，通过设于风道本体上的一轴流风扇，吸取空气经各风道及外分流道冷却照明系统，提高风扇冷却效率，减少风扇使用量，以降低成本及风扇噪音。

附图说明

图1为现有光机引擎的光路径示意图；

图2为本发明的冷却装置与光机引擎照明系统关系位置的外观图；

图3为本发明冷却装置的外观图；

图4为本发明风道结构的外观图。

具体实施方式

有关本发明为达成上述目的，所采用的技术手段及其功效，兹举一较佳实施例，并配合附图加以说明。

请参阅图2，显示本发明的冷却装置30与光机引擎照明系统10相对位置关系，其中照明系统的镜片组架17以某一角度设于灯架上面，而冷却装置30则固定在灯架111的侧面，并有部分跨过灯架111与镜片组架17交接面，并由冷却装置30的一角伸出一外分流道33，延伸至镜片组架17的出口侧边。

其中冷却装置30的结构，如图3所示，包括一风扇31与一风道本体32，该风道本体32为一近正方形截面的框体，其上面设置一截面形状与风道本体32大致相同的风扇31，该风扇31中央为一具有转轴312的轴流扇叶311，四角则分别设有一对定位孔313、315及一对固定螺孔314、316，该风道本体32的一角伸出一外分流道33，延伸至镜片组架17的出口侧边。另外，在灯架111侧面端支撑架112的相对位置上，该风道本体32的一对侧面设有固定座321，将该固定座321与支撑架112结合，即可使冷却装置30固定至灯架111上。

如图4所示，为本发明的风道本体32的构造，其中近正方形截面框体的风道本体32，以一主分隔肋322横跨在风道本体32两侧边之间，将风道本体32内部分隔成主风道327及副风道328，形成主风道327的面积约为副风道328的两倍，主风道327再以一次分隔肋323横跨在主分隔肋322与风道本体32一侧边间，将主风道327分隔为光源风道3271及透镜风道3272，形成该光源风道3271的面积约为透镜风道3272的三倍，而副风道328为集中该风道内的空气量，其底面以一底板3281密封，并于该底板3281的一侧形成一外分流孔331，该外分流孔331的下面紧接一管状的外分流道33，该外分流道33由风道本体32一角下方，延伸至设于近镜片组架17出口侧的第二透镜阵列14。另外，风道本体32的四角，在外分流道33的对角设有凸出表面的定位销325，其余两对角则设有固定螺槽324、326，与风扇31的四角所设的一对定位孔313、315及一对固定螺孔314、316相互配合，通过螺栓(未图示)穿进定位孔313、315锁入固定螺槽324、326，将风扇31固定在风道本体32上。

本发明的光机引擎照明系统冷却风道装置，以风扇31吸取外部的空气，吹进设于风扇31下方的风道本体32，通过风道本体32内不同面积的各个风道引导至需要散热的部位，其中光源风道3271引导大部分空气量直接吹进灯架111内的光源11灯泡，透镜风道3272则引导部分空气，从位于其风道出口的灯架111与镜片组架17交接面空隙，进入照明系统10内，吹至第一透镜阵列12进行冷却；另外，副风道328则由底板3281引导，将空气集中流向分流道孔331，使空气进入外分流道33，顺着外分流道33引导，流至设于镜片组架17出口侧附近，冷却距离较远的第二透镜阵列14及极化系统15，副风道328的面积虽比透镜风道3272大，但因导引距离及流向改变较多，会造成流动损失，实际上有效冷却空气量不会比透镜风道3272多；由于本发明的光机引擎照明系统冷却风道装置，依据各部分所需冷却空气的多少，在一风道本体32内分隔出不同面积风道，将适当空气量分别送至需冷却的部位，充分利用风扇31的空气量，有效地提高风扇冷却效率，因此使用单一风扇，即可达成照明系统的冷却，减少风扇使用量，不仅可降低成本，也可减少风扇噪音。

以上所述的，仅为用以方便说明本发明的较佳实施例，本发明的范围不限于该各较佳实施例，凡依本发明所做的任何变更，在不脱离本发明的精神下，都属于本发明权利要求。此外，本发明的冷却风道装置藉由一风道本体内分隔出不同面积风道，可有效提高风扇冷却效率，减少风扇使用量，不仅可降低成本、也可减少风扇噪音。

Claims (4)

1.一种光机引擎照明系统的冷却风道装置，包括：

一照明系统，包括一光源灯架，该灯架具有一侧面；

一风道本体，具有一上面、一下面及介于该上面与该下面之间的一内部，该下面固定在该灯架侧面；

至少一分隔肋，位于该内部，分隔风道本体成多个风道，该多个风道为不同面积的光源风道、透镜风道及副风道；

一外分流道，自该下面连接该多个风道中的一风道，延伸至该风道本体外；以及

一轴流风扇，依附于该上面。

2.如权利要求1所述的光机引擎照明系统的冷却风道装置，其中该灯架具有一出口，并连接至一镜片组架入口，且形成一交接面，该透镜风道跨在该交接面侧边。

3.如权利要求1所述的光机引擎照明系统的冷却风道装置，其中该副风道底部设一底板及一外分流孔，该底板可引导空气进入外分流孔，该外分流道由风道本体下面连接至外分流孔，并延伸至镜片组架的出口侧边。

4.如权利要求1所述的光机引擎照明系统的冷却风道装置，其中该光源风道引导大部分空气量吹至灯架内的光源。

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