CN1854885B - 图像投影装置及冷却图像投影装置的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种冷却图像投影装置的装置和方法。该图像投影装置包括：主体框架；至少一个发热单元；散热部分；至少一个传热件；和单个冷却风扇，其中，所述至少一个传热件的第一侧连接到所述至少一个发热单元，而所述至少一个传热件的第二侧连接到所述散热部分。

Description

图像投影装置及冷却图像投影装置的方法
技术领域
本发明涉及一种图像投影装置以及用于冷却图像投影装置的方法，所述图像投影装置包括冷却容纳在该图像投影装置中的至少一个发热单元的冷却结构。
背景技术
常规的图像投影装置放大由显示部件形成的图像并将其投影到屏幕上。这样的常规图像投影装置包括在工作中发出热量的多个发热单元。例如，常规的图像投影装置通常包括具有显示部件和光源(例如灯和发光二极管(LED)等)的光学系统。所述显示部件和光源部分均为在工作中发出热量的发热单元。例如，光源部分辐射热和光。
近年来，已研发出更小且重量更轻的图像投影装置。然而，尺寸和重量的减小会产生各种问题。例如，尺寸减小会导致装置内产生的热量难以快速排出到装置外部。
不能有效排出所产生的热量会造成图像投影装置内部的电路元件的功能和工作性降低。
为了防止不能有效排热，常规的图像投影装置使用了多个冷却风扇(参见韩国专利首次公报NO.2002-8902)或引导单元，如孔道等(参见韩国专利申请NO.1996-57169)，两者均将外部空气提供到每个发热单元中。
然而，常规的使用多个冷却风扇的图像投影装置增加了噪声量，而常规的使用引导单元的图像投影装置结构复杂。另外，这样的常规图像投影装置的尺寸必须增大以容纳多个冷却风扇或者引导单元。
发明内容
本发明提供一种可利用单个冷却风扇有效地冷却多个发热单元的图像投影装置，由此使该图像投影装置尺寸更小，而同时避免噪声增加和/或结构复杂化这些常规图像投影装置中常见的问题，并且保持或者改善装置外观。
本发明的前述和/或其它方面和应用通过如下方式实现：提供一种图像投影装置，其包括：至少一个发热单元；支撑所述至少一个发热单元的主体框架；设置在所述主体框架的一部分中的散热部分；第一侧连接到所述至少一个发热单元而第二侧连接到所述散热部分的多个传热件，用于将来自所述至少一个发热单元的热量传递到所述散热部分；用于冷却所述至少一个传热件的单个冷却风扇。
本发明的其它方面和优点将通过下面的说明获知并部分从下述说明中显见，或者可通过对本发明的实践而习得。
在实施例中，该图像投影装置包括多个发热单元和多个传热件。所述传热件可包括例如热管或传热板。所述多个传热件中的至少一个可包括热管，而所述多个传热件中的至少一个可包括传热板。在实施例中，传热板设置有在所述传热板的纵向方向上形成在所述传热板的内部的多个气孔，其从所述发热单元指向所述散热部分。短语“在所述传热板的内部”意味着完全位于传热板结构的内部，由此在传热板的外表面上没有形成孔。
所述传热件中每一个传热件的第一侧连接到对应的发热单元，而所述传热件中每一个传热件的第二侧连接到散热部分。词语“连接“包括直接连接和间接连接。例如，传热件可直接连接到对应的发热单元，或者它们可通过中间部件连接到对应的发热单元。例如，在传热件包括热管的情况下，吸热板可设置于该热管和对应的发热单元之间，由此将热管间接连接到对应的发热单元。吸热板将发热单元产生的热量传递到热管。
图像投影装置可还包括连接到所述传热件中的每一个上的散热器。该散热器可位于所述散热部分中。
发热单元可例如为用于形成图像的显示部件，用于驱动所述显示部件的驱动部分，或用于向所述显示部件提供光的光源部分。在实施例中，第一传热件连接到所述显示部件和所述散热部分，第二传热件连接到所述驱动部分和所述散热部分，并且其第三传热件连接到所述光源部分和所述散热部分。所述第三传热件可包括热管。另外，所述第一传热件和所述第二传热件中的至少一个可包括传热板。
本发明的前述和其它方面和应用可通过如下方式实现：提供一种图像投影装置，包括：用于形成图像的显示部件；用于驱动所述显示部件的驱动部分；用于向所述显示部件提供光的光源部分；用于支撑所述显示部件、驱动部分和光源部分的主体框架；连接到所述显示部件以传递热量的第一传热件；连接到所述驱动部分和所述第一传热件以传递热量的第二传热件；连接到所述光源部分和所述第一传热件以传递热量的第三传热件；以及用于冷却第一传热件的冷却风扇。
该图像投影装置还包括向所述第一传热件传递热量的散热器。所述冷却风扇冷却所述第一传热件，例如，通过向所述散热器扩散空气的方式。
所述显示部件和所述光源部分可位于所述主体框架的一侧并且彼此平行，并且所述第一传热件可连接到所述光源部分以传递热量。所述散热器和所述冷却风扇可位于所述主体框架的相对侧上。
本发明的其它实施例将通过说明书和附图得以解释。
附图说明
本发明的这些和/或其它方面和优点将通过以下结合附图对实施例的说明而显见。
图1是显示根据本发明一实施例的图像投影装置的分解透视图。
图2是显示在图1的图像投影装置的第二传热件处形成的气孔的透视图。
图3是显示图1的图像投影装置组装后的透视图。
图4是显示根据本发明另一实施例的图像投影装置组装后的透视图。
图5是显示根据本发明实施例的图1的图像投影装置的后部的透视图。
图6是显示根据本发明实施例的图1的图像投影装置的前部的透视图。
具体实施方式
下面将详细参考本发明的实施例，附图中示出了所述实施例的实例，并且所有附图中相同的参考标记指代相同的部件。下面参考附图对所述实施例进行说明以解释本发明。
图1是显示根据本发明一实施例的图像投影装置的分解透视图。如图1-3所示，图像投影装置1可包括：壳体(例如图5所示的壳体3)，容纳在壳体中的主体框架7，由主体框架7支撑、在工作中发热的多个发热单元51、55和61，用于冷却发热单元51、55和61的冷却装置11、15、20、30和40，以及投影透镜部分65。
发热单元可包括发光的光源部分、利用光形成图像的显示部件和驱动显示部件的驱动部分。例如，如图1-3所示，图像投影装置可包括光源部分61、显示部件51和驱动部分55。
冷却装置可以是散热部分、散热器或一个或多个传热件以及单个冷却风扇。例如，如图1-3所示，图像投影装置可包括：设置在主体框架7的一部分中的散热部分9，散热器40，连接到发热单元51、55和61并连接到散热器40以传递热量的多个传热件11、15和20，以及冷却散热器40的冷却风扇30。
光源部分61包括发光光源和驱动该光源的光源基板62、63。光源部分可例如为电弧类型的气体放电灯(例如汞灯)、金属卤化物灯和氙气灯。
如图1所示，光源部分61的光源可例如为LED或者多个LED。多个LED可分别发出相同颜色或不同颜色的光(例如红光、绿光、蓝光等)。另外，多个LED可耦接到LED基板以支撑并驱动LED。例如，发出绿光的LED可被第一LED基板(例如图1中的基板62)支撑。类似的，发出蓝光和红光的LED可被第二LED基板(图1中的基板63)支撑。如图1所示，LED基板62和63的一侧可包括用于散发LED产生的热量的热辐射板64。
显示部件51利用由光源部分61发出的光生成图像信号。如图1所示，显示部件51可包括数字微镜装置(DMD)板52。可选地，显示部件51可包括阴极射线管(CRT)板或者液晶显示(LCD)板。
图3是显示图1的图像投影装置组装后的透视图。如图2和3所示，驱动部分55电连接到显示部件51并驱动显示部件51以生成图像。驱动部分55包括驱动芯片56和主板57。在实施例中，驱动芯片56可使用数字光处理器(DLP)芯片。
如图1所示，散热部分9可位于主体框架7内。发热单元51、55和61在工作过程中产生的热量传递通过传热件11、15和20，被收集到散热部分9处，并通过冷却风扇30排出到图像投影装置1外部。散热部分9可定位于主体框架7中任意位置处。例如，如图1所示，散热部分9可定位于显示部件51的一侧。可选地，散热部分9可定位于例如光源部分61的一侧。在散热部分9设置在显示部件51的一侧的情况下，来自驱动部分55和光源部分61的热量被收集到第一传热件11。在散热部分9设置在光源部分61的一侧的情况下，来自显示部件51和驱动部分55的热量被收集到第三传热件20。
如图1-3所示，第一传热件11冷却显示部件51，第二传热件15冷却驱动部分55，而第三传热件20冷却光源部分61。特别地，第一传热件11连接到显示部件51并吸收显示部件51在工作过程中产生的热量。第一传热件11吸收的热量被传递到散热部分9，并被排出到图像投影装置1外部。
第一传热件11可直接连接到显示部件51，或可通过中间支撑件间接连接到显示部件51。例如，支撑件可插入到显示部件51和第一传热件11之间，间接连接显示部件51和第一传热件11。支撑件可为各种导热性高的材料，使热量可从显示部件51适当地传递到第一传热件11。
第一传热件11的尺寸不受限制，因而可设为适用于对应的图像投影装置的各种尺寸。例如，如图1所示，第一传热件11的尺寸可对应于显示部件51的尺寸，或者可为足以覆盖图像投影装置1的整个后部的尺寸。另外，如图1所示，第一传热件11可连接到光源部分61的一侧以及显示部件51，并可吸收光源部分61产生的热量。另外，第一传热件11可包括：耦接到主体框架7的主体耦接孔13，耦接到散热器40的散热器耦接孔14和耦接到冷却风扇30的冷却风扇耦接孔12。另外，第一传热件11还可包括用于容纳第二传热件15的第一导热部分17a和17b和用于容纳第三传热件20的第二导热部分18a和18b。
如图2和3所示，第二传热件15的相对侧连接到散热器40和驱动部分55的驱动芯片56。第二传热件15将驱动部分55产生的热量传递到散热部分9。第二传热件15可直接或者间接地连接到散热器40。另外，第二传热件15的形状可变化，以增加热传导效率。
如图6所示，第二传热件15可包括在其纵向方向上形成在第二传热件15内部的多个气孔16，使空气从驱动部分55流动到散热器40。短语“在第二传热件15内部”意味着完全位于第二传热件15结构的内部，由此在第二传热件15的外表面上没有形成孔，如图6所示。如图2、3和6所示，气孔16的相对侧可形成有分别接触驱动部分55和散热器40的开口。空气流过气孔16，由此驱动部分55产生的热量可随着热量的产生而被传递到散热器40。在实施例中，第一传热件11可还包括形成在第一传热件11内部的多个气孔16。另外，第一传热件11可一体联接到第二传热件15。
如图1所示，第三传热件20可具有连接光源部分61的第一侧和连接第一传热件11并/或连接到散热器40的第二侧，使第三传热件20将光源部分 61产生的热量传递到散热器40。第三传热件20可还连接到第一LED基板62并/或连接到第二LED基板63。
在实施例中，第三传热件20包括热管21，如图1和2所示。热管21可例如为中空的密封管。中空密封管的内壁表面可包括多孔材料，其可浸有非常微量的液体工作液，例如水、乙醇、丙酮等等。热管21内部的工作液吸收热量并且在热管21的连接到光源部分61的一侧(热管21的“高温”部分)气化。气化的工作液在热管的连接到散热器40的一侧(热管21的“低温”部分)冷凝，由此将热量排出到图像投影装置1外部。由于在热管21的高温和低温部分之间的多孔材料的界面处存在高温和低温部分的毛细作用压力差，在热管21的低温部分的冷凝的工作液随后扩散回到热管21的高温部分，从而以冷却循环方式循环工作液。
在实施例中，一个或多个传热件可包括单个热管或者多个热管，例如两个热管、三个热管或者多于三个热管。例如，如图1所示，第三传热件可包括两个热管21。类似的，第一传热件和/或第二传热件15可包括一个或多个热管21。另外，在实施例中，一个或多个传热件可包括传热板22。传热板的形状不受特定限制，因此可为适用于对应的图像投影装置的各种形状。例如，如图3所示，第三传热件20可包括传热板22。类似的，第一传热件11和/或第二传热件15可包括传热板22。
另外，第一传热件11和第二传热件15可设置为热管。吸热板23可设置在光源部分61和第三传热件20之间。吸热板23的第一侧面可接触光源部分61，以吸收来自光源部分61的热量，而其第二侧面可设置有容纳部分27，以容纳第三传热件20，从而将热量传递到第三传热件20。容纳部分27加大了吸热板23和第三传热件20的接触宽度，以加大第三传热件20的吸热宽度。因此，来自光源部分61的大量的热可被传递到第三传热件20。容纳部分27的形状和尺寸可根据第三传热件20而变化。例如，当第三传热件20设置为热管21时，容纳部分27的截面可为半圆形(如图1所示)。当第三传热件20设置为传热板22时，如图4所示，吸热板23可为矩形。另外，吸热板23的侧部可设置有将吸热板23紧固到光源部分61的紧固部分25。
如图1所示，图像投影装置可还包括位于光源部分61和第三传热件20之间的吸热板23。吸热板23的形状和尺寸不受特定限制，因此可以为各种适宜的尺寸和形状。例如，如图1-3所示，例如在第三传热件20包括传热 板22的情况下，吸热板23可为矩形。
如图1所示，吸热板23的第一侧面的表面接触光源部分61，以吸收光源部分61在工作过程中产生的热量。吸热板23的第二侧面的表面可包括容纳部分27，以容纳第三传热件20，使热量传递到第三传热件20。容纳部分27加大吸热板23和第三传热件20之间的接触面积，由此增加第三传热件29可用于吸收来自光源部分61的热量的表面的面积。因此，容纳部分27增加了可从光源部分61传递到第三传热件20的热量总值。
容纳部分27和形状和尺寸不受特定限制，因此可为各种适宜的形状和尺寸。例如，如图1所示，例如在第三传热件20包括热管21的情况下，容纳部分27的截面可为半圆形。另外，吸热板23的侧部可包括用于将吸热板23紧固到光源部分61的紧固部分25，如图1和2所示。
传热件11、15、20和吸热板23的材料不受特定限制，可为具有良好的导热性的各种材料。例如，一个或多个传热件和吸热板可包括铜、不锈钢、钛等及其混合物。
如图1所示，散热器40可定位于散热部分9。另外，散热器40可连接到第一传热件11、第二传热件15和第三传热件20，使散热器40将热量传递通过传热件11、15和20中的每一个而排出到图像投影装置1外部。
冷却风扇30产生的冷却空气辐射到散热器40的低温部分，这里低温是相对于发热单元51、55和61的温度而言。特别地，发热单元51、55和61产生的热量通过第一传热件11、第二传热件15和第三传热件20收集到散热器40。散热器40加大与冷却空气之间的接触宽度，并且可为各种适于提高冷却效率的形状。例如，它可设置为散热片的形式，在散热片的表面上形成多个突起(参见图6)。当散热器40连接于第一传热件11、第二传热件15和第三传热件20时，散热器40可定位于图像投影装置1的内部任意位置处，不受限制。例如，如图1所示，散热器49可定位于图像投影装置的后部内、靠近显示部件51，并且可位于图像投影装置1的侧面、靠近光源部分61。
散热器40被由冷却风扇30扩散的冷却空气冷却。因此，散热器49的温度比发热单元51、55和61的温度低。在发热单元51、55和61工作过程中产生的热量通过第一传热件11、第二传热件15和第三传热件20收集于散热器40。散热器40使从传热件11、15和20传递来的热量接触到由冷却风扇30提供的冷却空气。
散热器可为适于增加冷却效率的各种形状。例如，如图1所示，散热器可为表面上具有多个突起的散热片。在实施例中，例如在散热器40连接于传热件11、15和20的情况下，散热器40可定位于图像投影装置1内部的任意位置，不受限制。例如，如图1-3所示，散热器40可定位于图像投影装置1的后部中，靠近显示部件51。可选地，散热器40可定位于例如图像投影装置1的侧面，靠近光源部分61。
在实施例中，冷却风扇30使冷却空气向散热器40扩散，并且将来自散热器40的热量排出到图像投影装置外部。冷却风扇30可定位于图像投影装置1内部的任意位置，不受限制。例如，冷却风扇30可定位成使通过冷却风扇30吸入的空气扩散到散热器40的路径尽可能短，由此最大程度地减小图像投影装置1的尺寸。特别地，如图1-3所示，冷却风扇30可设置在图像投影装置1的后部，与散热器40平行。可选地，冷却风扇30可定位于图像投影装置1的侧面，并平行于散热器40，例如在散热器40定位于图像投影装置1的侧面的情况下。
冷却风扇可为适于冷却传热件和/或散热器并适于使热量排出到图像投影装置外部的各种风扇。在实施例中，冷却风扇可为径流风扇，在风扇的旋转轴的径向方向上排出冷却空气。例如，冷却风扇30可为西洛克(Sirocco)风扇。另外，冷却风扇可包括帮助冷却空气从冷却风扇30扩散出来的贯穿孔。
如图4所示，图像投影装置1的壳体3可包括将外部空气供应到冷却风扇30内部的入口80，以及使通过散热器40的热空气排出到图像投影装置1外部的排出孔70。入口80和排出孔70可定位在壳体3内部的任意位置，不受限制。例如，如图4所示，入口80可定位在壳体3的侧面，对应于冷却风扇30的位置，使冷却风扇30直接吸入外部空气。如图4所示，排出孔70可与散热器40相邻设置，例如在壳体3的与入口80所在的一侧垂直的一侧上，由此直接从散热器40排出冷却风扇30产生的冷却空气。另外，壳体3可还包括用于供电电缆的电缆孔4，用于开关图像投影装置1的电源键5，和/或用于操作图像投影装置1的功能键6，如图4和5所示。
下面参见图1-3对冷却图像投影装置的过程的实施例进行说明。
传热件11吸收显示部件51工作过程中产生的热量，该显示部件51连接到位于图像投影装置1的后部的传热件11的第一侧。热量随后从传热件 11传递到连接到传热件11的第二侧的散热器40。传热件15吸收连接到传热件15的第一侧的驱动部分55在工作过程中产生的热量。热量随后从传热件15传递到连接到传热件15的第二侧的散热器。传热件20吸收连接到传热件20的第一侧的光源部分61在工作过程中产生的热量。热量随后从传热件20传递到连接到传热件20的第二侧的散热器40。
来自发热装置的热量传递到传热件的顺序不必受特定限制。特别地，来自显示部件51、驱动部分55和光源部分61的热量传递到各个传热件11、15和20的顺序不必受特定限制。例如，来自显影部件51的热量传递到传热件11可以与来自驱动部分55的热量传递到传热件15以及来自光源部分61的热量传递到传热件20同时或者不同时进行。类似的，来自驱动部分55的热量传递到传热件15可以与来自光源部分61的热量传递到传热件20同时或者不同时地进行。另外，来自显示部件51、驱动部分55和光源部分61的热量传递到各个传热件11、15和20可以依次、同时、随机或以任何顺序进行。
类似的，来自传热件的热量传递到散热器的顺序不必受特定限制。特别地，来自传热件11、15和20的热量传递到散热器40的顺序不必受特定限制。例如，来自传热件11的热量传递到散热器40可以与来自传热件14的热量传递到散热器40以及来自传热件20的热量传递到散热器40同时或者不同时地进行。类似的，来自传热件14的热量传递到散热器40可以与来自传热件20的热量传递到散热器40同时或者不同时地进行。另外，来自传热件11、15和20的热量传递到散热器40可以依次、同时、随机或以任何顺序进行。
冷却风扇30可与散热器40相邻设置，并且将冷却空气扩散向散热器40。当吸收来自散热器40的热量之后，通过排气孔70使热空气排出到图像投影装置外部，该排气孔70可与散热器40相邻设置。
虽然已经显示并说明了本发明的几个实施例，本领域技术人员可理解在不背离由所附权利要求及其等同物限定范围的本发明的原理和精神的情况下，可对这些实施例进行各种修改。
本申请要求于2005年4月21日在韩国专利局申请的韩国专利申请NO.2005-33186的优先权，其全部内容在此引做结合。

Claims (12)

1.一种图像投影装置，其包括：
主体框架；
彼此分隔开的至少两个发热单元；
设置在所述主体框架的一部分中的散热部分；
连接到每个所述发热单元和所述散热部分的多个传热件；
冷却所述散热部分的单个冷却风扇，
其中，所述多个传热件中的每一个具有连接到相应的发热单元的第一侧和连接到所述散热部分的第二侧；
所述多个传热件中的至少一个包括至少一个热管；以及
至少一个吸热板设置在所述至少一个发热单元和所述至少一个热管之间。
2.如权利要求1所述的图像投影装置，其中，所述散热部分包括散热器。
3.如权利要求1所述的图像投影装置，其中，所述至少一个传热件包括两个热管。
4.如权利要求1所述的图像投影装置，其中，所述至少一个传热件包括传热板。
5.如权利要求4所述的图像投影装置，其中，所述传热板包括在所述传热板的长度方向上形成在所述传热板的内部的多个气孔。
6.如权利要求1所述的图像投影装置，其中，所述发热单元包括用于形成图像的显示部件，用于驱动所述显示部件的驱动部分，以及用于向所述显示部件提供光的光源部分。
7.如权利要求6所述的图像投影装置，还包括：
其相对侧连接到所述显示部件和所述散热部分的第一传热件，
其相对侧连接到所述驱动部分和所述散热部分的第二传热件，以及
其相对侧连接到所述光源部分和所述散热部分的第三传热件。
8.如权利要求7所述的图像投影装置，其中，所述第三传热件包括至少一个热管。
9.如权利要求7所述的图像投影装置，其中，所述第三传热件包括两个热管。
10.如权利要求7所述的图像投影装置，其中，所述第一传热件和所述第二传热件中的至少一个包括传热板。
11.如权利要求6所述的图像投影装置，其中，所述光源部分包括LED。
12.如权利要求1所述的图像投影装置，其中，所述单个冷却风扇连接到所述散热部分的横向侧。
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