CN1184528C - 反射式液晶成像总成冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明是在反射式液晶成像总成外壳上面罩一风道单元，风道单元上再设置一由上往下吹的轴流风扇，其中该风道单元中以肋隔板分为前、后流道，前流道中设一导流孔，后流道中央以一具有两侧向下倾斜的导流斜面，引导该轴流风扇吹出的部分空气流至风道单元外侧的各光阀分流道，以冷却三个固定在反射式液晶成像总成外壳上的光阀外面，而轴流风扇向下吹的空气，则直接经过风道单元中的前、后流道，穿过外壳上的通风孔，吹进外壳的内部，进而冷却其中的分光片、偏光板、二分之一波片及合光棱镜等光学元件，以使用单一风扇，经由风道单元导引，有效利用空气流，提升散热效率和降低噪音。

Description

反射式液晶成像总成冷却装置

                        技术领域

本发明涉及一种投影显示装置的冷却装置，尤其是投影显示装置中反射式液晶成像总成的冷却装置。

                        背景技术

随着光电技术的快速发展，一般投影显示装置为了能够在屏幕上投影出高亮度及更清晰的影像，提供使用者舒适的观赏环境，常使用高功率的灯泡作为投射光源。然而高功率灯泡同时也产生高温散热的问题，为了避免光学元件因高温导致性能劣化，必须对高功率灯泡照射光学元件所引起的高温进行冷却。先前技术投影显示装置的投影成像总成，虽以散热风扇作为冷却，但风扇亦产生噪音问题，因此如何有效散热及降低噪音，已成为投影显示装置业界的研发重点。

请参阅图1及图2，图1显示先前技术投影显示装置的投影成像总成(kernel)10的外观，图2为该投影成像总成10内各光学元件的相对配置示意图。由投影成像总成10的外观可看出，投影成像总成10的下方装有一投射灯(未图示)，该投射灯所发出的光束，如图2所示，经设于投影成像总成10外壳11内的光学元件如分光片(X-plate)12、偏光板(plorizer)131、132、133、二分之一波片(1/2 wave plate)141、142、143、光阀(light valve)151、152、153及合光棱镜(X-cube)16等处理，由分光片12将白色光分离出红、蓝、绿等三种不同色光，再将各色光分别引入由偏光板131、132、133、二分之一波片141、142、143及光阀151、152、153所组成的三组调制单元进行调制，经一合光棱镜16进行合光，最后由合光棱镜16前端的一镜头(未图示)投影至屏幕。由于投影成像总成10中用以处理光线的光学元件，已被业界普遍使用，且非本发明技术特征所在，因此对于前述分合光的处理过程及作用关系在此不予赘述。

前述高功率的投射灯所发出的强光，经过前述分光片12、偏光板131、132、133、二分之一波片141、142、143、光阀151、152、153及合光棱镜16等光学元件时，会使该等被照射光学元件产生高温，必须进行有效散热，以限制其温度不超出该等光学元件材质的适合温度范围，否则，高温会导致影像的色彩及光均匀度劣化，而降低投影品质，严重时则损毁该等贵重的光学元件。虽然前述高功率投射灯所发出的强光，经过投影显示装置的光线路径上的各光学元件时，均产生高温，但由于本发明只限于解决反射式液晶投影总成10内光学元件的散热问题，以下仅就本发明有关反射式液晶投影总成的散热问题进行说明。

由前述图1及图2的先前技术，显示传统的反射式液晶投影总成10的三个光阀151、152、153分别固定于外壳11的前面及两侧面上，外壳11前方的两斜面通孔111、112上同时各装设一风扇171、172，风扇171、172介于三光阀151、152、153之间，自外部吸进空气，由三组调制单元之间将空气吹至相关光学元件上，空气流动方向如图2箭头所示，使外壳11内的分光片12、偏光板131、132、133、二分之一波片141、142、143、光阀151、152、153及合光棱镜16等光学元件得以散热。由于外壳11上方为密封，仅下方具有开口，而三个光阀151、152、153又固定在外壳11侧面上，风扇171、172从三组调制单元之间吹进空气，大部分空气流仅能吹到分光片12、偏光板131、132、133、二分之一波片141、142、143、及合光棱镜16等光学元件，只有小部分反弹空气吹到三个光阀151、152、153的内表面上，而空气流完全无法吹到外壳11的外表面，因此造成外壳11内的空气流场不均匀，致使光阀151、152、153不能有效进行散热，进而影响光阀151、152、153重要光学元件的功能，甚至使其受高热而劣化，降低整个投影显示装置的品质。此外，该先前技术为让反射式液晶投影总成10壳内两侧的光学元件均能散热，使用分置两侧的两个风扇171、172，但同时也增加噪音量。

                        发明内容

本发明的主要目的在提供一种分流的反射式液晶成像总成冷却装置，将空气流均匀分布于成像总成内外，提升光学元件的散热效率，维持投影品质，并增加光学元件的使用寿命。

本发明的第二目的在提供具有单一风扇的一种反射式液晶成像总成冷却装置，经由适当风扇配置及空气分流引道的设置，充分利用空气流的散热能力，以减少风扇使用量，降低成本、并降低噪音量。

为实现上述各目的，本发明于反射式液晶成像总成外壳上面设置一风道单元，风道单元上再设置一由上往下吹的轴流风扇，其中该风道中以肋隔板分为前、后流道，前流道中设一导流孔，后流道中央以一具有两侧向下倾斜的导流斜面，引导该轴流风扇吹出的部分空气流至风道单元外侧的各光阀分流道，以冷却三个固定在反射式液晶成像总成外壳上的光阀外面，而轴流风扇向下吹的空气，则直接经过风道单元中的前、后流道，穿过外壳上的通风孔，吹进外壳的内部，进而冷却其中的分光片、偏光板、二分之一波片及合光棱镜等光学元件，达成使用单一风扇，提升散热效率，降低噪音的目的。

                        附图说明

图1为一外观图，显示一种传统的反射式液晶成像总成冷却装置。

图2为一示意图，显示图1所示传统的反射式液晶成像总成冷却装置内部光学元件的配置。

图3为一剖面上视示意图，显示本发明第一实施例反射式液晶成像总成冷却装置内部光学元件的配置。

图4为一外观图，显示依本发明第一实施例的反射式液晶成像总成冷却装置。

图5显示本发明第一实施例反射式液晶成像总成冷却装置的风道单元。

图6为一上视图，显示本发明第二实施例反射式液晶成像总成。

图7为一外观图，显示本发明第二实施例反射式液晶成像总成冷却装置。

图8显示本发明第二实施例反射式液晶成像总成冷却装置的风道单元。

                        具体实施方式

关于本发明为达成上述目的，所采用的技术手段及其功效，现举二优选实施例，并配合附图加以说明如后。

由于反射式液晶成像总成将高功率灯泡光源分光时，红、蓝、绿三色光的光量比约为1∶3∶7，因此红色光调制单元的光学元件所受到照射热量最少，所需散热的风量相对少于其他色光调制单元，为有效利用风扇吹出的风量，以提高散热效率，本发明第一实施例采取不同口径的风道设计，依据各调制单元受到照射热量的多少，以不同大小口径的空气流道，分配不同风量至各色光调制单元。

请参阅图3，为本发明针对冷却的反射式液晶成像总成20剖面上视示意图，其投影成像总成20外壳201斜侧面上两通风口2011、2012，除未装风扇外，基本元件的配置与前述传统的装置相似，即投影成像总成20的下方装有一投射灯(未图示)，该投射灯所发出的光束，经设于投影成像总成20外壳201内的光学元件如分光片202、偏光板2031、2032、2033、二分之一波片2041、2042、2043、光阀2051、2052、2053及合光棱镜206等分合光处理，最后由合光棱镜206前端的一镜头(未图示)投射至屏幕。另虚线表示本发明第一实施例的风道单元22罩设在投影成像总成20外壳201上面的相对位置。

首先，请参阅图4，为本发明第一实施例的反射式液晶成像总成冷却装置，主要系在反射式液晶成像总成20的上面罩设一风道单元22，其上再设置一轴流风扇21，将该轴流风扇21由上往下吹的空气，经由风道单元22分流导引至各光学元件，进行散热。

其中该风道单元22，如图5所示，系在配合轴流风扇21出口形状的风道本体23的中央位置，以肋隔板24分隔出前流道25与后流道26，前流道25于风道本体23的一侧连通具有一最大口径的第一分流道251，该第一分流道251由风道本体23向外往下延伸，出口通往反射式液晶成像总成20侧边的通风口2012，并封盖住整个通风口2012，另外该前流道25的一端，在风道本体23内侧相对于光阀2052的位置上，以隔板252隔出一小口径的第二分流道253，第二分流道253于风道本体23下方，向外延伸，其出口通往光阀2053的外表面，并向下形成一开放出口；至于该后流道26，则在侧边相对于光阀2051的位置，以隔板261形成具有小口径的第三分流道262，第三分流道262于风道本体23下方向外延伸，其出口通往光阀2051的外表面，并向下形成一开放出口。后流道26在相对于第三分流道262的另一端下方，形成具有中口径的第四分流道264，其出口通往反射式液晶成像总成20侧边的通风口2011，并半遮住该通风口2011。此外，后流道26的中央部位，设有较低的固定肋263，其上具有一栓孔265，配合肋隔板24边上的栓孔241及隔板252边的栓孔254，将风道单元22固定在反射式液晶成像总成20的外壳201上。风道本体23的四角，相对轴流风扇21四角的螺孔211、212、213、214，亦设有一对螺孔231、232及定位柱233、234，用以将轴流风扇21固定在风道22上。

依本发明第一实施例的反射式液晶成像总成冷却装置进行冷却时，设在反射式液晶成像总成20最上方的轴流风扇21，由外界吸进空气，将大部分空气由风道单元22中具有大口径的第一分流道251及第四分流道264，分别经反射式液晶成像总成20外壳201侧面的通风口2011、2012，吹进反射式液晶成像总成20内部，进行冷却其中的分光片202、偏光板2031、2032、2033、二分之一波片2041、2042、2043、合光棱镜206等光学元件，以及光阀2051、2052、2053的内表面，少部分的空气则经由具有小口径的第二分流253及第三分流262，分别吹向光阀2051、2052的外表面。由以上的风道22设计，依据各色光光学元件照射而接收热量的大小，将轴流风扇21吹出的大部分空气，导引集中在冷却蓝、绿色光的光学元件，对于红色光的光阀2053，几乎维持原有冷却状态，通过分配冷却空气流量，能够有效利用风扇吹出的空气流，提升散热效率，减少风扇的数量，降低成本，同时降低噪音量。

另请参阅图6，为本发明第二实施例反射式液晶成像总成外壳301的上视图，基本上其内部的分光片302、偏光板3031、3032、3033、二分之一波片3041、3042、3043、合光棱镜306，以及光阀3051、3052、3053等配置及作用与第一实施例相同，两者差异在第一实施例外壳201上表面为密封，而第二实施例则在反射式液晶成像总成30外壳301的上表面挖设多个穿孔3013。此外，为便于了解，以虚线显示风道单元32与反射式液晶成像总成30相对接合位置。

继续参阅图7，为本发明反射式液晶成像总成冷却装置第二实施例的外观，主要在反射式液晶成像总成30外壳301的上表面挖设多个穿孔3013，其上罩设一风道单元32，该风道32单元上再设置一轴流风扇31，将轴流风扇31由上往下吹的空气，部分穿过经该等穿孔3013，以冷却反射式液晶成像总成30内部的光学元件，其余空气经由风道单元32分流导引至各光阀3051、3052、3053的外表面，进行散热。

其中风道单元32，如图8所示，系在配合轴流风扇31出口形状的本体33的中央位置，以肋隔板34分隔成前流道35与后流道36，该前流道35在相对于光阀3052的位置，在风道本体33的一侧，以分隔板351形成一第一分流道352，第一分流道352向风道本体33的外侧延伸，其出口通往设在反射式液晶成像总成30外壳301侧面的光阀3052的外表面，并向下形成一开放出口，另外该前流道35在肋隔板34两端边设有两栓孔353、354；至于该后流道36，则在其中央偏下侧，以向两侧倾斜的导流隔板361，将后流道36一分为二，并在该导流板361的两斜面相对方向，于风道本体33上形成具有相同口径的第二分流道362及第三分流道363，并分别向风道本体33外侧延伸，其出口分别通往光阀3051及3053的外表面，并向下形成一开放出口。另导流隔板361顶部邻近风道本体33，设有一栓孔364，配合前流道35中的两栓孔353、354，将风道单元32固定在反射式液晶成像总成30的外壳301上。本体33的四角，相对轴流风扇31四角的螺孔311、312、313、314，亦设有一对螺孔331、332及定位栓333、334，用以将轴流风扇31固定在风道单元32上。

依本发明第二实施例的反射式液晶成像总成冷却装置进行冷却时，设在反射式液晶成像总成30最上方的轴流风扇31，由上方吸进空气，将大部分空气由风道单元32向下吹，经反射式液晶成像总成30外壳301上表面挖设的多个穿孔3013，吹进反射式液晶成像总成30内部，进行冷却其中分光片302、偏光板3031、3032、3033、二分之一波片3041、3042、3043、合光棱镜306等光学元件，以及光阀3051、3052、3053的内表面，而部分的空气则经由第一分流道363、第二分流道352及第三分流道362，分别吹向光阀3051、3052、3053的外表面，进行散热。通过由以上的风道单元32的设计，可简化第一实施例风道的分流道，亦可均匀风道单元32内的流场，平均分配冷却空气量，有效利用风扇所吹出的空气流，提升散热效率，并可减少风扇的数量，降低成本，同时降低噪音量。

以上所述，仅为方便说明本发明的两个优选实施例，本发明的范围不限于该等优选实施例，凡依本发明所做的任何变更，在不脱离本发明的精神下，均属本发明权利要求的范围。例如本发明实施例是以具有三个光阀的反射式成像总成作说明，但本发明亦可实施于具有至少一个光阀的情况。此外，本发明的构造及技术特征所提供的一种反射式液晶成像总成冷却装置，经由风道单元导引气流的设计，确实能够使反射式液晶成像总成内的流场均匀，有效利用风扇所吹出的空气流，提升散热效率，减少风扇的数量，降低成本，并降低噪音量的功效。

                      主要图号说明

20反射式液晶成像总成           201外壳

2011、2012通风口               202分光片

2031、2032、2033偏光板

2041、2042、2043二分之一波片   206合光棱镜

2051、2052、2053光阀           21轴流风扇

22风道单元                     23本体

24肋隔板                       25前流道

251第一分流道                  252隔板

253第二分流道                  26后流道

261隔板                        262第三分流道

263固定肋                      264第四分流道

30反射式液晶成像总成           301外壳

3011、3012通风口               3013穿孔

3031、3032、3033偏光板         302分光片

3041、3042、3043二分之一波片

3051、3052、3053光阀           306合光棱镜

31轴流风扇                     32风道单元

33本体                         34肋隔板

35前流道                       351隔板

352第一分流道                  36后流道

361导流隔板                    362第二分流通

363第三分流道

Claims (5)

1.一种反射式液晶成像总成冷却装置，所述反射式液晶成像总成是设置于一投影显示装置内，且所述反射式液晶成像总成具有一内部及一外壳，以及至少一个光阀，设在该外壳的侧面上；

所述反射式液晶成像总成冷却装置包括：

一风道单元，罩设在所述反射式液晶成像总成的外壳上，所述风道单元中以至少一个隔板形成多个分流道，该等分流道的出口分别通往该光阀的外表面及该反射式液晶成像总成的内部；

一轴流风扇，固定在该风道单元的上方。

2.根据权利要求1所述的反射式液晶成像总成冷却装置，其中该分流道可向风道单元的外侧延伸。

3.根据权利要求1所述的反射式液晶成像总成冷却装置，其中该隔板在该风道单元中形成不同口径的多个分流道。

4.根据权利要求1至3中任一项的反射式液晶成像总成冷却装置，其中该反射式液晶成像总成的外壳侧面另设有多个通风口，该多个分流道中至少有一分流道的出口通往该多个通风口中的至少一通风口。

5.根据权利要求1至3中任一项的反射式液晶成像总成冷却装置，其中该反射式液晶成像总成的外壳上表面挖设有至少一个穿孔。

Images