CN1885152A - 可回收能源的投影装置 - Google Patents

Abstract

一种可回收能源的投影装置，投影装置包括：电源系统、光源、光机、镜头及能源回收模块。光源接收电源的电力，以产生一光线。光机接收电源的电力，以导引光源产生的光线。镜头接收光机导引后的光线以产生一投影成像，光线于光源、光机及镜头间的路径形成一光路。能源回收模块用以回收光源与光机，至少其一所产生的热能与光能至少其一。

Description

可回收能源的投影装置

技术领域

本发明是有关于一种投影装置，且特别是有关于一种可回收能源的投影装置。

背景技术

投影装置，例如投影机，已广泛的运用在办公室、会议室、实验室、学校甚至是家庭剧院等场所。

目前投影机主要的组件包括：电源系统、光源、光机及镜头等部分。电源系统主要提供电力，以供光源及光机中的许多组件使用。光源产生的光线经过光机的传送，使影像由镜头投射出。然而，光源在产生光线的过程中会产生许多的热量。对于投影机而言，若内部的温度太高，则容易导致投影机内部电子组件的损坏，因而产生误动作。

对于电子组件于高温下容易误动作的问题，目前投影机的解决方式是利用一个或多个不等的风扇，进行降温。而风扇的动力来源又通过电源系统所提供，以达到排放废热的目的。然而热能与光能为一种能量，对于能量使用的效率，过多的废热及无作用的光线产生是相当不经济的。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种能回收能源的投影装置，减少热能及光能的浪费，以回收利用多余的废热及光线。

根据本发明的目的，提出一种可回收能源的投影装置，投影装置包括：电源系统、光源、光机、镜头及能源回收模块。光源接收电源的电力，以产生一光线。光机接收电源的电力，以导引光源产生的光线。镜头接收光机导引后的光线以产生一投影成像，光线于光源、光机及镜头间的路径形成一光路。能源回收模块用以回收光源与光机至少其一所产生的热能与光能至少其一。

为让本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一优选实施例，并配合附图，作详细说明如下：

附图说明

图1A示出本发明第一实施例的投影装置方块图。

图1B示出第一实施例的能源回收模块回收装置的能源示意图。

图1C示出流路系统实际配置于投影装置示意图。

图2示出热电半导体配置图。

图3A示出史特林循环的压力比容关系图。

图3B示出活塞运动示意图。

图4示出光热微机械泵作动示意图。

主要组件符号说明

100、200：投影装置

101、201：电源系统

103、203：光源

104：机壳

105、205：光机

106：开孔

107、207：镜头

109、209：能源回收模块

109a：流路系统

110、210：风扇

111、211：光路

113、213：电子镇流器

115：数字微镜装置

121：管路

123：冷媒

125：受热部

127：冷凝器

129：蒸发器

131：膨胀阀

133：泵

135：吸收器

202a、202b、202c：热电半导体

320：史特林发动机

322：活塞

324：气体

430：光热微机械泵

431：作动部

432：受光部

433：流体

具体实施方式

由于能量表现的形式有很多种，包括电能、机械能、光能、热能及化学能等等。在投影装置的输入能量中，仅具有电能(由电源系统提供)，而输出能量包括风扇转动的动能、光源产生高温的热能及高亮度的光线的光能，及其它驱动组件的的机械能等等。以下利用不同实施例，解释各种能量回收的方式。

第一实施例

请参照图1A，图1A示出本发明第一实施例的投影装置的方块图。投影装置100中主要包括：电源系统101、光源103、光机105、镜头107及能源回收模块109(如图1A所示虚线部位内)。电源系统101提供电力给光源103及光机105等主要组件使用，亦提供风扇110及电子镇流器113(Ballast)电力使用。其中，电子镇流器113用以安定整流及点亮光源103。光源103产生的光线通过光机105的导引，于经过镜头107后，产生投影成像。光线经由光源103、光机105至镜头107的路径形成光路111。投影装置100的机壳104包覆光源103、光机105、镜头107等。且投影装置100的机壳104上具有一开孔106。

请同时参照图1B及图1C，图1B示出第一实施例的能源回收模块回收装置的能源示意图。图1C示出流路系统实际配置于投影装置100内的示意图。在本实施例中，主要利用流路系统109a作为热能回收的主要系统。流路系统109a主要用以吸收热能，并可达到同时对一些高温电子组件进行冷却的功能。在投影装置100的温度分布当中，以光源103的温度为最高。另外，数字微镜装置115(digital micro-mirror device，简称DMD)及电子镇流器113的温度亦相当的高。本实施例设置的流路系统109a利用光源103产生的废热，作为流路系统109a的加热来源，并经由流路系统109a的特性，使流路系统109a可针对其它高温电子组件如数字微镜装置115进行散热。达成回收原本投影装置100所散逸的热能的目的。

流路系统109a包括：一管路121、一冷媒123、一受热部125、一冷凝器127、一蒸发器129、一膨胀阀131及一吸收器135。蒸发器129、受热部125、冷凝器127系借由管路121相连接，且冷凝器127介于受热部125及蒸发器129之间。其中，当液态的冷媒123于流经受热部125时，吸收该热能以转为气态。当气态的冷媒123于流经冷凝器127时，散发热能成为液态。液态的冷媒123于流经蒸发器129时吸收热能，以转为气态。气态的冷媒123接着于管路121中溶于液态的冷媒123再流回受热部125。冷媒123可为氨水(NH₃+H₂O)，而其系统循环的方式可分为四个阶段包括：阶段一C1，液态冷媒123于流经受热部125而被加热后，成为气态的冷媒(NH₃(g))123。阶段二C2为高温高压的气态冷媒(NH₃(g))123，经由冷凝器127对外进行散热的动作，而成为液态。阶段三C3为液态冷媒123经过膨胀阀131，降温降压到蒸发器129，蒸发器129中低温低压的液态冷媒NH₃(l)123吸收热量成为气态冷媒(NH₃(g))123。阶段四C4中，于吸收器135中气态冷媒123溶于水中成为液态冷媒(NH₃+H20)123，由泵133(Pump)抽送至高压的受热部125，并重新进入循环。其中，吸收器135借由与冷凝器127不同侧的管路121以与受热部125以及蒸发器129相连接，且介于受热部125与蒸发器129之间，而吸收器135及冷凝器127之间更可配置蒸馏器与再生器(未示出于图中)以回收利用水。

在此循环中，受热部125的热源主要利用光源103所产生的高温废热所提供。同时，需要冷却的电子组件如数字微镜装置115，可配置邻近于流路系统109a的蒸发器129，使冷媒123能将温度较高的数字微镜装置115的热量带走。在回收的过程中，冷凝器127周围还是会有较小的废热需排出，因此可借由机壳104上的开孔106以进行排热的动作。在本实施例中，无需施加额外的电力或动力来源，便可回收原本需排放的光源废热作为其它用途，而达成能源回收的目的。

第二实施例

请参照图2，图2示出热电半导体配置图。不同于第一实施例的是，在第二实施例中更可加入热电半导体202a-c，以吸收热能而转化为电能。在整个投影装置200中，可利用温度的分布找出温差较大的区域。例如，在光源203附近的温度通常较高，且与周围环境的温差也较大，因此热传效率会较高，所以于该处置放热电半导体202a可回收的能量及效率亦较高。在风扇210附近，热流动的速率及温差也较大，因此亦可放置如热电半导体202b。同理，电子镇流器213周围亦可放置热电半导体202c。若配合第一实施例的流路系统109a，则同时可配置热电半导体202a-c于蒸发器129及冷凝器127等处，通过热电半导体202a-c将热能转换成电能。所回收的电能即可用以回授给电源系统201做进一步的运用，亦可直接用以驱动其它电子组件。

第三实施例

不同于利用流路系统109a，在本实施例中回收热能的方式系利用史特林发动机(Stirling Engine)以进行。请同时参照图3A及图3B，图3A示出史特林发动机的压力与比容的关系图。图3B示出史特林发动机的活塞运动示意图。如同第一实施例，利用配置史特林发动机320于光源附近，光源所发出的高温或其它电子组件的高温，可以加热配置于史特林发动机320中的气体324，使史特林发动机320的活塞322做往复运动(如x1方向)，其中P为压力、V为比容(PV的乘积为功)，利用比容V与压力P不断的改变及循环，包括压缩d1、吸热d2、膨胀d3及放热d4四个状态，活塞322便不断的运动而作功(动能)。其所需加热的气体324可为氦气或氢气。而所做的动能可以作为第一实施例中泵133的运转，或转化成电能以回授给电源系统101做进一步的运用，亦可直接用以驱动其它电子组件。

第四实施例

不同于第一实施例、第二实施例及第三实施例回收热能，在第四实施例中还包括光能的能源回收。在第四实施例中，配置太阳能板及光热微机械泵等组件于光路的路径上。尤其是光源附近散逸的光能最多，因此可回收的光能也会跟着增加。太阳能板将光能转换成电能，以利用该电能做其它的用途。至于光热微机械泵的作动示意图，请参照图4。光热微机械泵430包括了一作动部431、一流体433及一受光部432。当受光部432受光(由Y1方向射入)后，受光部432引导光线转化成热，而因为作动部431及受光部432间的流体433的热涨冷缩，使作动部431产生往复运动(如z1所示的方向)，而产生动能。此动能可用以做多种的用途，例如可以转化成电能以储存或给予电子组件使用。也可作为第一实施例中所述的泵133，以协助推动的流路系统109a的冷媒123，使冷媒123能于管路121中进行流动及增压的功能。而其中受光部432可为一光纤。

只要适当的配置能源回收模块，旋转装置如风扇的动力来源，亦可由光热微机械泵或太阳能板等能量装置所提供，而节省掉原有需提供电能以运转的能量浪费。

本发明上述多个实施例所公开的投影装置及其能源回收模块，可以分别利用太阳能板及光热微机械泵以回收光能；而利用流路系统、史特林循环及热电半导体以回收热能。其中流路系统亦可搭配热电半导体、太阳能板与光热微机械泵，以共同回收光能及热能，不仅可以达到利用流路系统冷却电子组件的功效，亦可将所回收的热能及光能转化成动能或电能，以推动风扇、流体或甚至提供电子组件电力来源。不仅环保，亦同时提供节省能源的高竞争力产品。

综上所述，虽然本发明已以优选实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何业内人士，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (24)

1.一种可回收能源的投影装置，该投影装置包括：

一电源系统；

一光源，接收该电源的电力，以产生一光线；

一光机，接收该电源的电力，以导引该光源产生的该光线；

一镜头，接收该光机导引后的该光线以产生一投影成像，该光线于该光源、该光机及该镜头间的路径系形成一光路；以及

一能源回收模块，用以回收该光源与该光机至少其一所产生的热能与光能至少其一。

2.根据权利要求1所述的装置，其中该能源回收模块包括一热电半导体，该热电半导体用以使该热能转化成电能。

3.根据权利要求2所述的装置，其中该热电半导体配置于该光源之侧。

4.根据权利要求2所述的装置，其中该热电半导体配置于该光机之侧。

5.根据权利要求2所述的装置，其中该转化后的电能被回授至该电源系统。

6.根据权利要求1所述的装置，其中该能源回收模块包括一太阳能板，该太阳能板用以使该光能转化成一电能。

7.根据权利要求6所述的装置，其中该太阳能板邻近于该光源。

8.根据权利要求6所述的装置，其中该太阳能板邻近于该光路。

9.根据权利要求6所述的装置，其中该转化后的电能被回授至该电源系统。

10.根据权利要求1所述的装置，其中该能源回收模块包括一流路系统，该流路系统系根据该热能设置，该流路系统包括：

一管路；

一冷媒，流动于该管路中；

一受热部；

一冷凝器；及

一蒸发器，该蒸发器、该受热部与该冷凝器借由该管路相连接，且该冷凝器介于该受热部与该蒸发器之间；

其中，液态的该冷媒于流经该受热部时，吸收该热能，以转为气态，气态的该冷媒于流经该冷凝器时，散发热能成为液态，然后液态的该冷媒于流经该蒸发器时，吸收该热能，以转为气态，气态的该冷媒接着于该管路中溶于液态的该冷媒，再流回该受热部。

11.根据权利要求10所述的装置，其中该冷媒为氨水。

12.根据权利要求10所述的装置，其中该受热部邻近于该光源。

13.根据权利要求10所述的装置，其中该蒸发器邻近于该光机。

14.根据权利要求10所述的装置，其中该流路系统还包括一吸收器，该吸收器借由与该冷凝器不同侧的该管路以与该受热部以及该蒸发器相连接，且介于该受热部与该蒸发器之间，以促进气态的该冷媒溶于液态的该冷媒。

15.根据权利要求10所述的装置，其中该能源回收模块还包括一热电半导体，邻近于该冷凝器配置，该热电半导体用以使该冷媒在流经该冷凝器时所散发的热能转化成电能。

16.根据权利要求15所述的装置，其中该转化后的电能被回授至该电源系统。

17.根据权利要求10所述的装置，其中该装置更包含一机壳，包覆该电源系统、该光源、该光机、该镜头与该能源回收模块，该机壳上设有至少一开孔，该冷凝器邻近于该至少一开孔。

18.根据权利要求10所述的装置，其中该流路系统还包括一光热微机械泵，具有一作动部与一受光部，该作动部配置于该管路内部，该受光部配置于该管路外部，该光热微机械泵借由该受光部接收该光能，并借由该作动部产生动能，以推动该冷媒于该管路中行进。

19.根据权利要求18所述的装置，其中该光热微机械泵的该受光部邻近于该光路。

20.根据权利要求1所述的装置，其中该能源回收模块还包括一史特林发动机，该发动机转换该热能为动能。

21.根据权利要求20所述的装置，其中该史特林发动机邻近于该光源。

22.根据权利要求20所述的装置，其中该史特林发动机邻近于该光机。

23.根据权利要求20所述的装置，其中该投影装置还包括一旋转装置，配置于该光源之侧，该旋转装置由该动能所推动。

24.根据权利要求21所述的装置，其中该旋转装置为一风扇。

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