CN1705111A - 冷却系统及采用该冷却系统的投影型图像显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种冷却系统,用于冷却半导体设备,该半导体设备包括位于投影型图像显示装置的显示设备,该冷却系统具有高冷却效率而不会损失冷却性能。该冷却系统包括散热部件和支承部件,其中散热部件具有热连接到发热元件的凸形热接收部分,而该发热元件安装在印刷电路板上,支承部件具有使热接收部分穿过的开口以及用于支承散热部件的支承部分。散热部件整体地形成由多个散热片、基座、以及设置在该基座底面的凸形热接收部分,基座用于在其一侧支承和固定多个散热片,并且支承部件从基座底面支承散热部件。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于冷却发热单元的冷却系统,尤其涉及一种用于冷却安装在印刷电路板上的半导体设备的冷却系统,以及涉及一种采用了该冷却系统的投影型图像显示装置。
背景技术
当前,从安装在印刷电路板上的半导体设备释放出的热量越来越大,冷却半导体设备的技术变得越来越重要了。
特别是,近年来,用于比如个人电脑等等的信息处理设备的CPU的处理时钟速度快速向更高频率的方向发展,这样可以实现更快的处理速度。
伴随CPU处理时钟的更高频率趋势,从CPU释放出的热量快速增加,冷却CPU的技术对于维持CPU性能已经是不可或缺的了。
许多情况下,采用这样一种方法来冷却CPU,即,将散热器(radiator)(有时称为散热装置(heat sink))热连接到CPU的发热部分,并且散热器被强制空气冷却,其中散热器具有许多散热片或许多散热突起。
当该散热器连接到CPU,即使其上发生摇摆或震动,也必须保持散热器和CPU之间的机械连接,同时还必须确保散热器和CPU的发热部分之间的热传递性能。
此外,近年来,比如CPU和类似物等等的主要电子设备出现了向能容易地更换的方法发展的趋势,该方法采用了插座等等,其替代了利用焊接将电子设备直接固定到印刷电路板的方法。响应于上述趋势,需要一种能够容易的连接散热器到CPU或者容易的将散热器从CPU拆除的方法。
用于确保半导体设备的热连接和机械连接的技术在日本专利申请NO.2001-230356、NO.10-4161、NO.8-46097中公开,其中该技术例如是,连接CPU和类似物等与散热器,并且其中半导体设备和CPU和类似物能够容易的连接和拆分。
然而,所有这些资料中公开的主要技术采用的是这样的方法,即,通过上述合适的部件来固定散热器。
例如,在日本专利申请NO.2001-230356公开的技术中,散热器位于CPU上,CPU连接到位于印刷电路板上的插座,并且通过利用具有弹性的金属线杆,向插座下压散热器和CPU以接合到插座的两个位置,从而将散热器固定到CPU。
在散热器的散热片的中心具有凹部,从而可以防止金属线杆在散热器的上部偏离。
虽然CPU和散热器之间的机械连接和热连接通过上述结构得以保证,但是却使得散热性能打了折扣。这是因为在散热片中心形成了凹部,从而散热片的散热面积减小。
在日本专利申请NO.10-4161中,公开了一种用于固定散热器和CPU的技术,其中散热器采用具有弹性的金属线杆或者板簧,类似于日本专利申请NO.2001-230356公开的技术。在日本专利申请NO.10-4161中公开的散热器具有许多散热突起,金属线杆和板簧用于下压散热器和CPU,以适合许多散热突起的预定间隙。
日本专利申请NO.10-4161中描述的散热部分的形状被限定为突出形状,这里并没有公开描述具有板状散热片的散热器的实施例。此外,在空气强制冷却散热器的情况,空气流动路径的空气阻力由于连接部件而期望增加,连接部件比如是金属线杆、板簧等等。
在日本专利申请NO.8-46097中,公开了一种通过下压板状部件而固定CPU和散热器的技术。在该技术中,CPU覆盖有散热器,而板状部件进一步覆盖散热器。
在日本专利申请NO.8-46097公开的技术中,由于存在用于固定散热器和板状部件的凸出部分和类似物,散热部分的散热面积也部分减少了。
因此,上述专利申请中公开的所有冷却系统采用了一种固定散热器到CPU的方法,因此,该冷却系统被建构成一部分冷却性能丧失,这是由于散热面积的减少,或者是由于存在固定部件而增加了流动路径的空气阻力。
另一方面,需要强制冷却的半导体设备并不限制在信息处理装置的领域。
在投影型图像显示装置的技术领域中,被称为显示设备的主要电子设备需要被冷却到和CPU相同的程度或者高于CPU的程度。
显示设备包括透射性液晶显示设备和反射性液晶显示设备,采用了该液晶显示设备的投影型图像显示装置有时被称为液晶投影仪。
DMD(数字微镜像设备:商标)是一种不同于上述设备的显示设备,采用DMD的投影型图像显示装置被称为DLP(数字光处理:商标)型投影仪。
DMD是一种反射型显示设备,其由其上的表面上的显微镜构成,并对应于象素数量,通过电子和机械改变每一个镜子的角度,使得投落在DMD表面上的光线被调制和反射。
DMD(商标)和DLP(商标)是美国德克萨斯设备公司的商标。
上述液晶显示设备和DMD都利用半导体元件来一个象素一个象素地控制图像信号,而热量由半导体元件本身产生。
进一步,通过反射或透射来自光源的光,上述显示设备投影反射光或透射光到屏幕上,其中光源容纳于投影型图像显示装置中。当光线被投影时,在显示设备中发生了某些反射损失或透射损失,从而,一部分光能转换成热能。
因此,在液晶显示设备和比如DMD等等的显示设备中,由反射损失和透射损失引起的发热增加到半导体元件本身产生的发热当中。
发明内容
考虑到上述因素而作出本发明,本发明的目的之一是,提供一种能够冷却包括显示设备在内的半导体设备的冷却系统,以用于使用到具有高冷却效率的投影型图像显示设备中。
因此,在一个方面,本发明提供一种冷却系统,该系统包括散热部件和支承部件,其中散热部件具有热连接到发热元件的凸形热接收部分,而该发热元件安装在印刷电路板上,支承部件具有使热接收部分穿过的开口以及用于支承散热部件的支承部分。散热部件整体地由多个散热片、基座、以及设置在该基座的底面的凸形热接收部分形成,所述基座用于在其一侧支承和固定所述多个散热片,其中支承部件从基座底面支承散热部件。
根据另一个方面,本发明提供一种冷却系统,该系统包括固定部件、显示设备、印刷电路板、散热部件以及支承部件,固定部件具有用于使来自光源的光通过的光开口,显示设备具有面对光开口并反射光的反射面,而显示设备安装在印刷电路板上,散热部件具有热连接到显示设备的发热面的凸形热接收部分,支承部件具有使热接收部分穿过的开口以及用于支承散热部件的支承部分,其中散热部件整体地形成由多个散热片、基座、以及设置在该基座底面的凸形热接收部分,所述基座用于在其一侧支承和固定所述多个散热片,其中支承部件从基座底面支承散热部件。
在另一个方面中,本发明提供一种投影型图像显示装置,该装置包括:用于产生光的光源、用于投影图像到外部屏幕上的投影透镜单元、具有用于使来自光源的光通过的光开口的固定部件、具有面对光开口并反射光的反射面的显示设备、显示设备安装其上的印刷电路板、散热部件以及支承部件,散热部件具有热连接到显示设备的发热面的凸形热接收部分,支承部件具有用于支承散热部件的支承部分以及使热接收部分穿过的开口,其中散热部件整体地由多个散热片、基座、以及设置在该基座底面的凸形热接收部分,所述基座用于在其一侧支承和固定所述多个散热片,其中支承部件从基座的底面支承散热部件。
根据本发明的冷却系统,该冷却系统能够冷却包括显示设备在内的半导体设备,该半导体设备位于投影型图像显示设备中,具有高冷却效率而不会牺牲冷却性能。
进一步,根据具有本发明的冷却系统的投影型图像显示装置,冷却系统能够冷却投影型图像显示设备,并具有高冷却效率而不会牺牲冷却性能。
附图说明
结合到详细描述中并包括详细描述一部分的附图阐述了本发明的实施例,这些附图连同上述的总体描述和下面的实施例的详细描述,一起说明了本发明的原理。
图1A是从上方看的、根据本发明的一个实施例的投影型图像显示装置的示例性透视图;
图1B是从下方看的、根据本发明的一个实施例的投影型图像显示装置的示例性透视图;
图2是投影型图像显示装置中的每一个部件的布局设计平面图;
图3是从上方看的、根据本发明的第一实施例的安装到通风道上的冷却系统的截面图;
图4是从箭头Z-Z方向示出的图3的截面图;
图5A是根据本发明的第一实施例的安装到光学系统部件上的冷却系统的第一透视图;
图5B是根据本发明的第一实施例的安装到光学系统部件上的冷却系统的第二透视图;
图6A是根据本发明的第一实施例的冷却系统的结构的第一分解图;
图6B是根据本发明的第一实施例的冷却系统的结构的第二分解图;
图7A是根据本发明的第一实施例的冷却系统的结构的第一透视图;
图7B是根据本发明的第一实施例的冷却系统的结构的第二透视图;
图8是从Y轴方向示出的、图7A中冷却系统的透视图;
图9是图7A中的冷却系统的X轴截面图;
图10是示出根据本发明的第一实施例的冷却系统的支承部件的弹性力效果的截面图;
图11是根据本发明的第二实施例的冷却系统的散热部件的外部视图;
图12是根据本发明的第三实施例的冷却系统的散热部件的外部视图;以及
图13是根据本发明的第四实施例的安装好的冷却系统的截面图。
具体实施方式
现在参照附图,将在下面阐述根据本发明的冷却系统和投影型图像显示装置的第一实施例。
(1)投影型图像显示装置的总体结构
投影型图像显示装置1例如具有作为光源的超高压汞灯。来自光源的光经旋转膜(彩轮)落在称为DMD(数字微镜像设备)的显示设备上,该旋转膜由三种彩色膜,红色、绿色和蓝色(RGB)构成。然后,在逐象素调制后,光由DMD反射,并经投影透镜放大投影到屏幕上。
图1A和1B示出投影型图像显示装置1的外部视图。图1A是从上方看的、投影型图像显示装置1的示例性透视图,而图1B是从下方看的、投影型图像显示装置1的示例性透视图。
如图1A和1B所示,投影型图像显示装置1具有主体箱2,该主体箱能被分成两个部分,也就是,上部和下部,投影透镜单元6的一部分在主体箱2的前表面外露出来。投影型图像显示装置1的每一个部件都位于主体箱2内。
主体箱2包括上部箱3和下部箱4。
如图1A所示,投影透镜单元6的用于投影放大图像到外部屏幕上的那部分在主体箱2的前部表面外露出来。
进一步,从上部箱3和下部箱4的背面看,许多用于吸入冷却空气的吸入口8位于左侧。
多个操作按钮7位于上部箱3的上表面,从而可以进行投影型图像显示装置1的多种操作。
如图1B所示,从上部箱3和下部箱4的背面看,许多用于排出冷却空气的排出口9位于右侧。
许多连续孔10位于主体箱2的背面的下部。连续孔10用于从设置在主体箱2内部的扬声器输出声音。
进一步,在主体箱2的背面,设置用于安放多种连接器的连接器板11,这些连接器连接到外部设备,比如电视机、个人电脑和类似物等等。
用于更换作为光源的灯的盖板12位于下部箱4的底面。此外,支脚13a、支脚13b和支脚13c也位于下部箱4的底面,这些支脚用来三点支承投影型图像显示装置1。
(2)投影型图像显示装置的部件布局设计
图2是从上方看的、投影型图像显示装置1中的每一个部件的布局设计平面图,其中构成主体箱2的上部箱3被拆除。
投影透镜单元6在图2中在主体箱2前部位于左侧。通过从投影透镜单元6照射出的光,图像被放大和投影到屏幕(未示出)上,该屏幕位于投影透镜单元6的前部。
紧靠主体箱2中心,设置光单元20,其容纳作为光源的灯。在图2中,在光单元20的左侧,设置光学单元24并使其接触投影透镜单元6的背部。光学单元24用于光学改变来自光单元20的光束的方向。
彩轮(color wheel)25设置在光单元20和光学单元24之间。彩轮25是一个旋转盘,旋转盘带有红、绿、蓝三种主色的透明膜,其用于对来自光源的白色光进行着色。
用于给光源灯201供能的光源能源22位于光单元20和主体箱2的前表面之间。
进一步,用于排出冷却空气到主体箱2外部的排气扇30位于光单元20和排气口9之间。
主电路块28设置在后半部内,该后半部占据了主体箱2中大约一半的空间。
主电路块28包括印刷电路板、安装在印刷电路板上的电子部件、用于给风扇供电的电路供电部分(未示出),等等,其中印刷电路板平行于主体箱2的背面,风扇用于排出或吸入冷却空气。
进一步,用于主电路块28的排气扇31位于主电路块28和主体箱2的右侧表面之间。
空气口32穿过主体箱2的中心部分和左侧表面。空气口32的一端面对并邻靠吸入口8,该吸入口设置在主体箱2的左侧表面。空气口32的另一端连接到光单元20。
空气口32包括具有扇形部分的吸入侧口34和排出侧口36,如图2所示。吸入扇38位于吸入侧口34和排出侧口36之间,并连接到吸入侧口34和排出侧口36。
反射型显示设备26和用于冷却该反射型显示设备26产生的热量的冷却系统5位于光学单元24和吸入侧口34之间。
反射型显示设备26包括例如DMD(数字微镜像设备)的电子设备。DMD由显示设备表面上的微观镜形成,其对应于象素数量。各个微观镜的角度高速电子和机械改变,落在DMD表面上的光从而被调制和反射,进而形成图像。
构成冷却系统5的散热部件40的散热片位于吸入侧口34内(如图5所示)。
接着,投影型图像显示装置1中的光学系统的功能被示意性示出。
位于光单元20中的光源灯发射出的白色光在图2中从光单元20的左侧表面照射。经彩轮25后,白色光变为红、绿、蓝的主彩色光,然后落在光学单元24上。
在光学单元24上改变方向后,落在光学单元24上的光束被引入到反射型显示设备26。反射型显示设备26的反射面面对前侧,也就是,投影透镜单元6的方向。由反射型显示设备26的反射面反射的光束直线经过光学单元24内部,并落在投影透镜单元6上。
在投影透镜单元6,光束的照射角度经一个透镜组放大,该透镜组具有焦距调节机构等等,然后放大的图像投影到外部屏幕上。因此,形成在反射型显示设备26的图像被放大并显示在外部屏幕上。
(3)用于冷却反射型显示设备的冷却空气流
图2所示的空气流路径50表示出这样一条路径,空气从吸入口8吸入,经由吸入侧口34、吸入风扇38、排出侧口36以及光单元20,然后经排出风扇30从排出口9排出到外部。
在空气流路径50中,反射型显示设备26通过与散热片401交换热量而冷却,其中反射型显示设备26热连接到散热片401,而散热片401位于吸入侧口34内。此外,在空气流路径50中,光源灯201也被冷却空气冷却,其中压力通过吸入风扇38施加到冷却空气,从而流经光单元20内部。
因此,空气流路径50作为冷却空气流路径,其被特别设计为冷却反射型显示设备26和光源灯201。
(4)图3是从投影型图像显示装置1视角示出的、位于投影型图像显示装置1中的吸入侧口34、吸入风扇38以及排出侧口36的截面图,其中冷却系统5安装到该装置。
作为冷却空气的周围空气被吸入风扇38从位于主体箱2中的吸入口8吸入,而该风扇由马达驱动,并位于吸入侧口34和排出侧口36之间的中间位置,然后冷却空气从排出侧口36排出。
排出侧口36和位于光单元20的光箱202中的光箱入口开口205(如图2所示)进行空气交换,然后从排出侧口36排出的空气流经光箱202的内部。
吸入到吸入侧口34的吸入开口342中的周围空气冷却吸入侧口34内的散热部件40,同时流经吸入侧口34,流向吸入风扇38。散热片401以某种方式位于吸入侧口34内,以使得吸入侧口34内部的大多数空间由许多散热片401占据,从而获得较大的散热片401的热交换面积。
冷却散热片401的冷却空气从吸入风扇38的吸入口382吸入,然后使得冷却空气流动的压力通过吸入风扇38施加。此后,空气从风扇排出口383排出,排向排出侧口36。
图4是从箭头Z-Z的方向看的图3的截面图。如图4所示,位于散热部件40中的许多散热片401以某种方式位于吸入侧口34中,以使得吸入侧口34内部的大多数空间由许多散热片401占据,从而获得较大的散热片401的热交换面积。通过以这种方式构造,热交换面积得以增加,并且几乎所有流经吸入侧口34内部的冷却空气都可以接触到散热片401的表面。因此,散热片401能被有效冷却。
从而,反射型显示设备26的发热面26b能被有效冷却,其中反射型显示设备26热连接到散热部件40的热接收部分402。
图5A和5B示出了一种已经安装的状态,其中冷却系统5和光学系统的每一个部件结合。图5A是从背侧看的、投影型图像显示装置1的透视图,而图5B是从前侧看的、投影型图像显示装置1的透视图。
冷却系统5通过螺钉从光学单元24的背侧固定到光学单元24。投影透镜单元6固定到光学单元24的前侧表面。
光单元20在图2中位于光学单元24的右侧。从光单元20散热出的白色光通过彩轮25转换成三种主色即红、绿、蓝的每一种,并落在光学单元24上。
光束的方向改变,进入光学单元24内部,并导向具有冷却系统5的反射型显示设备26。被反射型显示设备26调制和反射的图像光经光学单元24内部直线传播,并落在投影透镜单元6上。此后,放大图像的图像光被投影到屏幕上,屏幕位于投影型图像显示装置1的前方。
在图5A示出的冷却系统5的部件中,散热部件40的散热片401位于排出侧口36的内部。
(5)冷却系统的结构
图6A和6B以分解透视图的方式示出冷却系统5的构造和结构,其中冷却系统5位于投影型图像显示装置1中。图6A和6B从不同的视角看的冷却系统5的相同构造和结构。
如图6A所示,冷却系统5包括具有多个板状散热片401的散热部件40、支承散热部件40的支承部件41、作为发热元件的反射型显示设备26、便于反射型显示设备26安装的DMD箱262、反射型显示设备26安装其上的印刷电路板261、防止印刷电路板261接收过量应力的加强板42,以及连接并固定每一个部件的固定部件241。
散热部件40整体形成许多板状散热片401、从一侧支承并固定所述许多散热片401的基座403、以及具有从基座403的底面403a突出的两阶梯凸形突出的热接收部分402。散热部件40由具有高导热性的金属构成,比如铝等等。
反射型显示设备26具有大致的矩形,如图6B所示,并在前表面侧(面向固定部件241的表面)中心形成一个矩形凹形部分。该凹形部分的底面作为反射面26a,其构成许多对应于象素数量的微观镜(微镜像)。
在经过位于固定部件241中的光学开口242后,来自光源的光落在反射面26a上,也在经过光学开口242后,由反射面26a的微镜反射的光导入投影透镜单元6。
作为DMD(数字微镜像设备:商标)的反射型显示设备26中具有用于控制微镜的半导体设备,并且该半导体设备产生热量。进一步,并非所有落在反射型显示设备26上的光都被反射;其中一部分光被转换成热能并构成反射损失。因此,反射型显示设备26由于两个发热因素而产生热量,也就是由半导体元件产生的热量和入射光产生的热量。
反射型显示设备26产生的热量从内部转移到发热面26b(图6A中),该发热面由金属构成,位于反射型显示设备26的背侧。
反射型显示设备26通过和冷却空气交换热量而冷却,其中该热量从发热面26b传递过来,冷却空气由散热部件40的散热片401施加。
用于反射型显示设备26的电接口的许多片(未示出)暴露在连接面26c上,其中该连接面环绕发热面26b。
DMD箱262便于反射型显示设备26安装到印刷电路板261上。DMD箱262具有中心开口,以允许穿通散热部件40的热接收部分402,并例如由合成树脂或类似物等等构成。
反射型显示设备26和印刷电路板261的准确定位能通过DMD箱262来进行。
此外,DMD箱262具有许多具有弹性的片(未示出),其穿通其前表面和后表面,从而,通过向印刷电路板261按压反射型显示设备26并将DMD箱262夹在其中,能够将反射型显示设备26和印刷电路板261电连接,而不必通过焊接工序。
反射型显示设备26经DMD箱262安装到印刷电路板261。在印刷电路板261中心,具有一个开口261b,以允许穿通散热部件40的热接收部分402。反射型显示设备26的电信号路径经DMD箱262连接到印刷电路板261,并进一步经连接器261c连接到外部电路。
加强板42位于印刷电路板261和支承部件41之间,以防止印刷电路板261在通过螺钉固定安装冷却系统5时受到过大的应力。
支承部件41用于从基座403的底面403a侧支承散热部件40,并用于利用适当压力将热接收部分402的热接收面402a压向反射型显示设备26的发热面26b,其中热接收部分402位于被支承的散热部件40内。
支承部件41由板状部件形成,在中心具有开口411,其中热接收部分402的热接收面402a穿通该开口。
进一步,支承部件41具有支承部分412,其向散热部件40侧向上伸出,还具有连接部分413和锁扣部分414,其中连接部分413位于支承部分412两侧,锁扣部分414位于支承部件41的上端和下端,如图6所示。
支承部件41利用具有适当弹性的板状材料,比如不锈钢板等等,经压力加工而形成。支承部件41的材料不限制为金属,(例如)具有适当弹性的合成树脂也可以使用。
支承部件41的锁扣部分414通过将一个锁扣孔414a锁扣到一个锁扣突起405上而固定到散热部件40,其中锁扣孔414a位于锁扣部分414上,而锁扣突起405位于散热部件40的基座403的两端(后面,该操作被称为锁扣接合)。
支承部件41的支承部分412从基座403的底面403a支承散热部件40。
进一步,支承部件41的连接部分413具有四个螺钉导引孔,以允许固定螺钉241b穿通该孔。
固定部件241是冷却系统5的一个部件,其作为光学单元24的背侧的侧壁的一部分,如图5A所示。
固定部件241具有中心的光学开口242,来自光源的光经该光学开口242落在反射型显示设备26上,然后由反射型显示设备26反射的光再次经该光学开口242导向投影透镜单元6。
在固定部件241的四个角,具有凸出部分241a,用于利用固定螺钉241b安装冷却系统5。
(6)冷却系统5的装配过程
通过锁扣支承部件41的锁扣部分414到散热部件40的锁扣突起405上,散热部件40结合到支承部件41,并且支承部件41的支承部分412支承散热部件40的基座403的底面403a,如图6A所示。
另一方面,四个固定螺钉241b穿通螺钉导孔413a、42a以及261a,固定到固定部件241中的四个凸出部分241a的螺孔中,其中这些导孔分别位于支承部件41、加强板42、印刷电路板261中。
通过上述方式螺钉固定,支承部件41和固定部件241,以及夹在支承部件41和固定部件241当中的加强板42、印刷电路板261、DMD箱262以及反射型显示设备26装配成一个单体。
(7)冷却系统5的详细结构
图7A和7B是冷却系统5的外部视图。图7A是从上方看的冷却系统5的透视图,而图7B是从下方看的冷却系统5的透视图。此外,为了方便起见,在图7A和7B中省略了加强板42和DMD箱262。
如图7A所示,通过利用螺钉结合支承部件41的连接部分413和固定部件241的凸出部分241a,固定支承部件41和固定部件241。
进一步,通过相互锁扣支承部件41的锁扣部分414到散热部件40的锁扣突起405上,固定支承部件41和散热部件40。
进一步,如图7B所示,穿通支承部件41的开口411,位于散热部件40的凸形热接收部分402热连接到发热面26b,其中发热面26b位于反射型显示设备26的背面。
图8是沿图7A的Y轴截面的图7A中的冷却系统5的截面透视图。
如图8所示,热接收部分402的末端作为热接收面402a,反射型显示设备26的发热面26b和热接收面402a经由导热油脂和/或导热片(未示出)等等彼此接触,其中热接收部分402由散热部件40中的凸形部构成。因此,热接收面402a和发热面26b之间的热连接得以保证。
散热部件40的热接收部分402接收的热量经散热部件40的凸形热接收部分402和基座403而转移,然后到达许多散热片401的表面。空气流沿许多散热片401的表面流动,反射型显示设备26的发热面26b中的热量通过和散热片401进行热量交换而顺序散除。
进一步,如图8所示,通过彼此锁扣锁扣突起405和每一个锁扣部分414的锁扣孔414a,来固定散热部件40和支承部件41,其中锁扣突起405位于散热部件40的基座403的两端,而锁扣部分414位于支承部件41中。
每一个锁扣突起405都形成为斜面,如图8所示。因此,当散热部件40从上方插入到支承部件41时,支承部件41的两个锁扣部分414被锁扣突起405中的斜面通过弹性形变向左右胀大,当两个锁扣突起405完全插入到锁扣孔414a时,胀大的锁扣部分414的形状自动恢复到原来的形状。因此,散热部件40和支承部件41能够通过斜面形状经简单的推动操作而固定,其中斜面位于锁扣突起405上,并且散热部件40和支承部件41能够简单快速装配。
图9是图7A中的冷却系统5的X轴截面图。
图9中,还示出了图7A和7B中均省略的加强板42、印刷电路板261以及DMD箱262。
从图9中可以清楚看到,位于散热部件40中的凸形热接收部分402穿经加强板42、印刷电路板261、DMD箱262的每一个开口,因此,热接收部分402的热接收面402a和反射型显示设备26的发热面26b彼此得以确保接触。
此外,热接收部分402的热接收面402a和反射型显示设备26的发热面26b经压力彼此压入,其中该压力通过支承部件41的适当弹性而产生。
在图10中,示出了支承部件41的两个状态,也就是,支承部件41被固定螺钉241b固定之前的状态由实线示出,而支承部件41的另一种状态,也就是,支承部件41由固定螺钉241b固定时的状态,由双点划线示出。
如图10所示,冷却系统5的每一个元件之间的尺寸关系建构成这样,即,在固定螺钉241b拧入到固定部件241的凸出部分241a之前,支承部件41的连接部分413和加强板42之间具有间隙d。当固定螺钉241b拧入到固定部件241的凸出部分241a时,支承部件41的连接部分413和加强板42紧密固定,同时,支承部件41弹性形变。从而,由图10的箭头表示的向下的压力由弹性形变的弹性力产生。通过该压力,散热部件40的热接收面402a和反射型显示设备26的发热面26b经导热油脂和/或导热片等等而彼此压入,从而改善了热传递性能,并能够实现高冷却效率。
进一步,冷却系统5的每一个部件的尺寸可能包括某些制造误差,因此,被连接的加强板42的表面和反射型显示设备26的发热面26b之间的距离并不总是恒定。在制造误差发生时,它能够被支承部件41的弹性所吸收,因此,装配和校正制造误差等等所需的时间得以减小,从而改善了可使用性。
如上所述,根据冷却系统5的第一实施例,支承部件41从基座403的底面支承散热部件40。相反,在现有技术的结构中,当散热部件从采用了适当的支承部件的散热片上方进行固定时,散热片401等的形状受到支承部件的影响,并且部分损失了冷却性能。
然而,根据本发明的第一实施例,散热部件40对于散热片401的形状没有任何结构上的影响。
因此,散热片401的热交换面积没有减小,作为发热元件的反射型显示设备26能高冷却效率的冷却。
进一步,因为在用于冷却散热片401的空气流路径50附近没有支承部件41,所以,空气流路径50的空气阻力没有增加。从而,作为发热元件的反射型显示设备26能高冷却效率的冷却。
进一步,通过利用支承部件41的弹性,散热部件40的热接收面402a和反射型显示设备26的发热面26b被弹性形变产生的适当压力所压。从而,确保了高热传导率,并改善了冷却效率。
进一步,因为制造误差被支承部件41的弹性所吸收,可加工性得以改善。
此外,因为散热部件40的锁扣突起405由斜面形成,所以,散热部件40和支承部件41能利用简单的推动操作而结合。从而,当散热部件40和支承部件41结合时,进一步改善了可加工性。
(8)第二实施例
图11示出冷却系统5的第二实施例。
根据本发明的第一实施例,锁扣突起405和锁扣部分414的位置位于图12中的支承部件41的上端和下端。然而,在本发明的第二实施例中,锁扣突起405和锁扣部分414位于图12中的支承部件41的左端和右端。
在上述结构中,支承部件41能够支承散热部件40,而不会影响散热片401。
根据第二实施例,即使通风口等等非常贴近的连接到例如散热片401的两端,锁扣突起405和锁扣部分414也不会造成任何障碍,因此,有足够的空间来进行安装操作。
(9)第三实施例
图12示出冷却系统5的第三实施例。
在第三实施例中,散热部件40的基座403和支承部件41的支承部分412通过两个固定螺钉412a而结合(后面,该操作称为螺钉固定接合),而不是利用锁扣部分414的锁扣孔414a和锁扣突起405的锁扣接合。
虽然采用了螺钉固定结合,散热部件40仍然从基座403的底面403a得以支承,而且,因为散热片401不受影响,从而可以确保高冷却效率。
根据本发明的第三实施例,虽然第一实施例的锁扣接合中的简单推动操作带来的好处不存在了,但是,螺钉固定接合在需要支承部件41和散热部件40之间进行更强有力的接合的场合是非常有利的。
(10)第四实施例
在本发明的第四实施例中,冷却系统5A由散热部件40A和支承部件41A构成。这种构造是,散热部件40(作为散热部件40A)和支承部件41(作为支承部件41A)从第一实施例的冷却系统5的部件当中提出,此外,加强板42(作为加强板42A)可加入到上述两个部件中。
在第四实施例中,作为冷却目标的发热部件不限制为反射型显示设备26。如图13所示,发热部件可以例如是CPU110,其安装在印刷电路板100上。通过固定印刷电路板100中的凸出部分100a和穿过加强板42A的固定螺钉100b为一个单体,结合支承部件41A和印刷电路板100。
散热部件40A中的热接收部分402的凸形厚度可以被确定为,使得散热部件40A的热接收面402a和CPU110的发热面110a适当连接。
进一步,散热部件40A的热接收面402a的形状和面积可以形成为,CPU110的发热面110a被热接收面402a覆盖。
在第四实施例中,类似于第一实施例,支承部件41A也从散热部件40A中的基座403的底面403a支承散热部件40A。因此,支承部件41A不会结构性影响散热片401。换言之,例如,散热片401的热交换面积不被支承部件41A减小。进一步,支承部件41A对于冷却空气没有消极效果,比如增加流动路径的空气阻力,等等。因此,相比于现有技术中的冷却系统的结构,其中在现有技术中,通过支承部件从散热片上方将散热部件固定到冷却目标,根据本发明的第四实施例的冷却系统具有更高的冷却效率。
进一步,类似于本发明的第一实施例,通过支承部件41A的弹性,确保了CPU的发热面110a和散热部件40A的热接收面402a之间的热连接,从而改善了冷却效率。此外,冷却系统5A的部件的尺寸的制造误差能被支承部件41A的弹性吸收,从而改善了可加工性。
此外,类似于第一实施例,支承部件41A和散热部件40A通过简单的推动操作来固定,从而改善了装配效率。
Claims (24)
1.一种冷却系统,包括:
散热部件,其具有热连接到发热元件的凸形热接收部分,而该发热元件安装在印刷电路板上;以及
支承部件,其具有使所述热接收部分穿过的开口以及用于支承散热部件的支承部分,
其中散热部件整体地由多个散热片、基座、以及设置在基座的底面上的该凸形热接收部分形成,所述基座用于在其一侧支承和固定所述多个散热片,其中所述支承部件从基座的底面支承散热部件。
2.根据权利要求1的冷却系统,其中所述支承部件经所述印刷电路板固定到设在外部的固定部件上。
3.根据权利要求1的冷却系统,其中所述支承部件经所述印刷电路板由螺钉固定到设在外部的固定部件的凸出部分上。
4.根据权利要求1的冷却系统,还包括:
安装部件,该安装部件用于通过向印刷电路板压发热部件的边缘部分来固定发热部件。
5.根据权利要求1的冷却系统,其中在所述支承部件和所述印刷电路板之间设置有加强板,该加强板具有用于使热接收部分穿过的开口部分。
6.根据权利要求1的冷却系统,其中所述支承部件具有板状锁扣部分,所述锁扣部分位于支承部件的彼此相对的两端并具有锁扣孔,其中通过将设在散热部件的基座的互相面对的两侧面上的突起与所述锁扣孔锁扣在一起散热部件被支承。
7.根据权利要求1的冷却系统,其中支承部件是板状部件,其中通过利用螺钉将该支承部件固定到基座的底面上,支承部件支承散热部件。
8.根据权利要求1的冷却系统,其中支承部件形成为能够弹性形变的板状,通过支承部件产生的弹性力,热接收部分和发热部件被彼此压向对方,而支承部件经印刷电路板固定到设在外部的固定部件上。
9.一种冷却系统,包括:
具有用于使来自光源的光通过的光开口的固定部件;
设有面对所述光开口并反射所述光的反射面的显示设备;
印刷电路板,所述显示设备安装在其上;
设有凸形热接收部分的散热部件,所述凸形热接收部分热连接到显示设备的发热面上;以及
支承部件,其设有使所述热接收部分穿过的开口以及用于支承散热部件的支承部分,
其中散热部件整体地由多个散热片、基座、以及设置在基座的底面上的凸形热接收部分形成,所述基座用于在其一侧支承和固定所述多个散热片,其中所述支承部件从基座的底面支承散热部件。
10.根据权利要求9的冷却系统,其中所述支承部件经印刷电路板固定到固定部件。
11.根据权利要求9的冷却系统,其中所述支承部件经印刷电路板由螺钉固定到设在固定部件上的凸出部分上。
12.根据权利要求9的冷却系统,还包括:
安装部件,该安装部件通过向印刷电路板压显示设备的边缘部分来固定显示设备。
13.根据权利要求9的冷却系统,其中在支承部件和印刷电路板之间设有加强板,该加强板具有用于使热接收部分穿过的开口部分。
14.根据权利要求9的冷却系统,其中支承部件设有板状锁扣部分,所述锁扣部分位于支承部件的彼此相对的两端并具有锁扣孔,其中通过将突起与所述锁扣孔锁扣在一起散热部件被支承,而所述突起位于散热部件的基座的彼此相面对的两个侧面上。
15.根据权利要求9的冷却系统,其中支承部件是板状部件,其中通过利用螺钉将该支承部件固定到基座的底面上,支承部件支承散热部件。
16.根据权利要求9的冷却系统,其中支承部件形成为能够弹性形变的板状,通过支承部件产生的弹性力,热接收部分和显示设备的发热面被彼此压向对方,而支承部件要经印刷电路板固定到固定部件上。
17.一种投影型图像显示装置,包括:
用于产生光的光源;
用于将图像投影到设在外部的屏幕上的投影透镜单元;
固定部件,其具有用于使来自光源的光通过的光开口;
设有面对光开口并反射光的反射面的显示设备;
印刷电路板,显示设备安装其上;
散热部件,其设有热连接到显示设备的发热面的凸形热接收部分;以及
支承部件,其设有用于支承散热部件的支承部分以及用于使热接收部分穿过的开口部分,
其中散热部件整体地由多个散热片、基座、以及设置在该基座的底面的凸形热接收部分形成,所述基座用于在其一侧支承和固定所述多个散热片,其中该支承部件从基座的底面支承散热部件。
18.根据权利要求17的投影型图像显示装置,其中支承部件经印刷电路板固定到固定部件上。
19.根据权利要求17的投影型图像显示装置,其中支承部件经印刷电路板由螺钉固定到设在固定部件上的凸出部分上。
20.根据权利要求17的投影型图像显示装置,还包括:
安装部件,通过向印刷电路板压显示设备的边缘部分,该安装部件固定显示设备。
21.根据权利要求17的投影型图像显示装置,其中在支承部件和印刷电路板之间设有加强板,该加强板具有使热接收部分穿过的开口部分。
22.根据权利要求17的投影型图像显示装置,其中支承部件设有板状锁扣部分,该锁扣部分位于支承部件的彼此相对的两端并具有锁扣孔,其中通过将位于散热部件的基座的彼此相面对的两个侧面上的突起与所述锁扣孔锁扣在一起被支承。
23.根据权利要求17的投影型图像显示装置,其中支承部件是板状部件,其中通过利用螺钉将该支承部件固定到基座的底面,支承部件支承散热部件。
24.根据权利要求17的投影型图像显示装置,其中支承部件形成为能够弹性形变的板状,通过支承部件产生的弹性力,热接收部分和显示设备的发热面被彼此压向对方,而支承部件经印刷电路板固定到固定部件上。
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