CN212623547U - 激光投影机的照明成像装置 - Google Patents

Abstract

一种激光投影机的照明成像装置，包括壳体，壳体外表面设置散热片，壳体底部设有过光口，电路板固定在过光口下端，电路板上安装DMD芯片与过光口对应，电路板的下端设有与壳体固定的安装板，电路板、安装板设有供导热板插入的让位孔，导热板上端与DMD芯片接触，导热板下端粘接半导体制冷片，半导体制冷片下端与水冷散热装置粘接，水冷散热装置与安装板连接固定，水冷散热装置的冷却水腔与进、出水口连通，DMD芯片上方安装光阑，壳体内位于光阑入射端设置第二反射镜，第二反射镜镜面与壳体进光口的第一反射镜镜面对应，使从壳体进光口进入的光束依次经第一反射镜、第二反射镜反射至DMD芯片的若干微镜上，再经光阑的光孔从壳盖上设置的出光口射出。

Description

激光投影机的照明成像装置

技术领域

本实用新型涉及激光投影机领域，特别涉及一种激光投影机的照明成像装置。

背景技术

激光投影机是使用激光光束来透射出画面，其具有工作寿命长、色域广泛等优点，不会因长时间的工作而导致屏幕亮度变暗，应用前景十分广泛。激光投影机的照明成像装置是光机的一部分，它主要是通过DMD（数字微镜器件）芯片将从合光装置中传过来的光进行可控地反射，即由DMD芯片上的若干微镜对需要的光进行反射来实现影像的投影。在此过程中DMD芯片会产生大量的热，为了防止零部件因过热而损坏，目前的照明成像装置通常是在装置的壳体上设置散热的翅片，通过翅片与空气的充分接触实现散热。但壳体上设置散热翅片的面积有限，由此限制了散热量，降低了散热性能。而且，散热翅片的散热还会受到空气温度及流速的影响，尤其是在较高温度及低空气流速的环境中，只通过散热翅片来散热的效率极低，仍然会导致激光投影机因高温的工作环境而加速零部件的老化，缩短了激光投影机的使用寿命。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种激光投影机的照明成像装置，其在成像的同时，通过半导体制冷片及水冷散热装置可直接对DMD芯片进行散热，增加了散热效率，提高了装置的散热性能。

本实用新型的技术方案是：一种激光投影机的照明成像装置，包括壳体，所述壳体外表面设置散热片，所述壳体底部设有一过光口，一电路板固定在过光口下端，所述电路板上安装的DMD芯片与过光口对应，电路板的下端设有一安装板，所述安装板通过螺栓与壳体连接固定，所述电路板、安装板与DMD芯片对应的位置均设有供导热板插入的让位孔，所述导热板的上端与DMD芯片接触，导热板的下端粘接一半导体制冷片，所述半导体制冷片的下端与一水冷散热装置粘接，所述水冷散热装置通过螺栓与安装板连接固定，所述水冷散热装置设有的冷却水腔与进水口、出水口连通，所述DMD芯片上方安装一光阑，所述壳体内位于光阑的入射端设置第二反射镜，所述第二反射镜的镜面与壳体进光口设置的第一反射镜的镜面对应，使从壳体进光口进入的光束依次经第一反射镜、第二反射镜反射至DMD芯片的若干微镜上，再经光阑的光孔从壳盖上设置的出光口射出。

所述水冷散热装置包括水箱体，所述水箱体设有一上端开口的冷却水腔，一导热片密封覆盖在水箱体的上端，所述导热片的上端面固定连接半导体制冷片的下端，所述导热片的下端平行设置向下延伸至冷却水腔中的若干翅片，相邻两个翅片之间留有间距，所述导热片下端的中部固定设置一与翅片平行的隔水板，所述隔水板的下端与冷却水腔的腔底接触，隔水板的左、右两端与冷却水腔壁之间留有间距，所述进水口、出水口设于水箱体的下端与冷却水腔连通，进水口、出水口分别位于隔水板的前、后两侧。

所述水冷散热装置下端固定安装一支架，该支架设有两个过孔，两个过孔用于固定分别与进水口、出水口接通的进水管、出水管。

所述壳体内安装一吸光板，所述光阑的上端设有一供光通过的孔，所述吸光板位于该孔的上方用于吸收无用光，所述吸光板设有若干散热的翅片。

所述导热板的上端设有一导热凸起，该导热凸起插入电路板、安装板的让位孔中，导热凸起的上端与DMD芯片接触，所述导热板的下端面设有用于定位半导体制冷片的凸条。

所述导热板由铜材制作而成。

所述导热板上设有一用于监测的温度传感器。

所述安装板的下端设有多个向下延伸的连接柱，各连接柱分别通过调节螺栓穿过水冷散热装置设置的安装孔与连接柱轴心设置的螺纹孔螺纹配合连接水冷散热装置。

所述壳体下端的进光口通过螺栓固定连接一进光导筒，所述第一反射镜固定在进光导筒内，所述壳体内通过支架安装第二反射镜，所述第二反射镜位于光阑的入射端与壳体进光口的第一反射镜对应。

所述壳盖的出光口覆盖有一玻璃保护片。

采用上述技术方案：包括壳体，所述壳体外表面设置散热片，所述壳体底部设有一过光口，一电路板固定在过光口下端，所述电路板上安装的DMD芯片与过光口对应，电路板的下端设有一安装板，所述安装板通过螺栓与壳体连接固定，所述电路板、安装板与DMD芯片对应的位置均设有供导热板插入的让位孔，所述导热板的上端与DMD芯片接触，导热板的下端粘接一半导体制冷片，所述半导体制冷片的下端与一水冷散热装置粘接，所述水冷散热装置通过螺栓与安装板连接固定，所述水冷散热装置设有的冷却水腔与进水口、出水口连通，所述DMD芯片上方安装一光阑，所述壳体内位于光阑的入射端设置第二反射镜，所述第二反射镜的镜面与壳体进光口设置的第一反射镜的镜面对应，使从壳体进光口进入的光束依次经第一反射镜、第二反射镜反射至DMD芯片的若干微镜上，再经光阑的光孔从壳盖上设置的出光口射出。本照明成像装置的工作稳定可靠，第一反射镜、第二反射镜会将进光口的光束反射至DMD芯片，DMD芯片的微镜再对需要的光进行反射形成成像的光束，最终光束经光阑的光孔、壳盖的出光口射至投影机的镜头中进行投影。工作过程中，装置可同时通过水冷散热、风冷散热两种方式进行散热，散热的效果极好。装置中与DMD芯片接触的导热板会将DMD芯片产生的热量导至半导体制冷片上端的冷端，只要电流通过半导体制冷片，半导体制冷片便会一直将冷端的热量迁移至下端的热端，半导体制冷片热端的热量又会被水冷散热装置中循环的冷却水带走，由此即实现装置的水冷散热。水冷散热是直接对装置中的主要产热源DMD芯片进行散热降温，散热的效率极高，可大大减少弥散在装置壳体内的热量，优化了工作环境、减缓了零部件的老化，激光投影机的使用寿命更长。而且，水冷散热的方式不会到环境温度等外部因素的影响，其只受投影机水路循环系统的控制，散热稳定可靠。壳体外表面的散热片也会吸收装置中其余由光能转化的热能，在风扇的作用下投影机内流动的空气会带走壳体散热片上的热量，即实现风冷散热。将风冷散热与水冷散热相结合，可使整个装置得到均匀地散热降温，装置的散热性能更好。

所述水冷散热装置包括水箱体，所述水箱体设有一上端开口的冷却水腔，一导热片密封覆盖在水箱体的上端，所述导热片的上端面固定连接半导体制冷片的下端，所述导热片的下端平行设置向下延伸至冷却水腔中的若干翅片，相邻两个翅片之间留有间距，所述导热片下端的中部固定设置一与翅片平行的隔水板，所述隔水板的下端与冷却水腔的腔底接触，隔水板的左、右两端与冷却水腔壁之间留有间距，所述进水口、出水口设于水箱体的下端与冷却水腔连通，进水口、出水口分别位于隔水板的前、后两侧。水箱体的冷却水腔被隔水板隔出前、后两个可流通的空间，由投影机的水路循环系统驱动的冷却水从位于隔水板一侧的进水口进入水箱体的冷却水腔中后，会向冷却水腔的左、右两侧流动并从隔水板的左、右两端与冷却水腔壁之间的间距流至隔水板的另一侧，最终从位于隔水板的另一侧的出水口流出，由此可实现冷却水在水箱体的冷却水腔中的充分流动。导热片上的若干翅片位于水箱体的冷却水腔中与流动的冷却水充分接触，流动的冷却水便会不断地将导热片吸收的半导体制冷片热端的热量带走，即实现水冷散热装置对半导体制冷片热端地稳定散热，散热的效果好。

所述水冷散热装置下端固定安装一支架，该支架设有两个过孔，两个过孔用于固定分别与进水口、出水口接通的进水管、出水管，通过支架可对进、出水管进行约束，使结构更优化。

所述壳体内安装一吸光板，所述光阑的上端设有一供光通过的孔，所述吸光板位于该孔的上方用于吸收无用光，所述吸光板设有若干散热的翅片。吸光板由黑色吸光材料制作而成，其可吸收装置内无用的反射光。

所述导热板的上端设有一导热凸起，该导热凸起插入电路板、安装板的让位孔中，导热凸起的上端与DMD芯片接触，所述导热板的下端面设有用于定位半导体制冷片的凸条。导热凸起方便了导热板与DMD芯片的接触，安装时半导体制冷片直接卡在四个凸条之间即可，半导体制冷片安装的定位好。

所述导热板由铜材制作而成，铜的导热性能好，有利于导热板将DMD芯片的热量导出。

所述导热板上设有一用于监测的温度传感器，该温度传感器可监测DMD芯片的温度，一旦出现发热异常便可自动报故障，避免零件因过热而损坏。

所述安装板的下端设有多个向下延伸的连接柱，各连接柱分别通过调节螺栓穿过水冷散热装置设置的安装孔与连接柱轴心设置的螺纹孔螺纹配合连接水冷散热装置。连接柱为安装板与水冷散热装置之间半导体制冷片与导热板的安装提供了足够的空间，且安装时安装板与水冷散热装置之间的距离还可通过调节螺栓进行调节，方便了半导体制冷片与导热板的安装。

所述壳体下端的进光口通过螺栓固定连接一进光导筒，所述第一反射镜固定在进光导筒内，所述壳体内通过支架安装第二反射镜，所述第二反射镜位于光阑的入射端与壳体进光口的第一反射镜对应。进光导筒与壳体为分体结构，可降低壳体的制作难度，第一反射镜、第二反射镜的安装也更方便。

所述壳盖的出光口覆盖有一玻璃保护片，玻璃保护片主要起密封保护的作用。

本激光投影机的照明成像装置的工作稳定可靠、散热的性能好，通过半导体制冷片、水冷散热装置可实现直接对装置中的主要产热源DMD芯片进行水冷散热降温，散热的效率极高，可大大减少弥散在装置壳体内的热量，优化了工作环境、减缓了零部件的老化，激光投影机的使用寿命更长，且散热稳定可靠。此外，其将风冷散热与水冷散热相结合，可使整个装置得到均匀地散热降温，装置的散热效果更好。

下面结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本激光投影机的照明成像装置的内部结构示意图；

图3为半导体制冷片与水冷散热装置、导热板配合的示意图；

图4为图3的A-A剖视图；

图5为图3的仰视图；

图6为图5的B-B剖视图；

图7为导热板与安装板、电路板、DMD芯片配合的示意图；

图8为电路板、安装板与壳体配合的示意图；

图9为壳体的结构示意图；

图10为壳盖的结构示意图；

图11为光阑的结构示意图；

图12为支架与第二反射镜配合的示意图；

图13为本激光投影机的照明成像装置工作时的光路示意图。

具体实施方式

参见图1至图13，一种激光投影机的照明成像装置，包括壳体1，所述壳体1外表面一体设置若干散热片1-1。所述壳体1底部设有一过光口1-4，一电路板3固定在壳体1过光口1-4下端，所述电路板3上端安装的DMD芯片11与壳体1过光口1-4对应。电路板3的下端设有一安装板4，所述安装板4通过螺栓穿过电路板3与壳体1连接固定。所述电路板3、安装板4与DMD芯片11对应的位置均设有供导热板5插入的让位孔13。所述导热板5的上端设有一导热凸起5-1，该导热凸起5-1插入电路板3、安装板4的让位孔13中，导热板5的导热凸起5-1上端与DMD芯片11接触，导热凸起5-1方便了导热板5与DMD芯片11的接触。所述导热板5由铜材制作而成，铜的导热性能好，有利于导热板5将DMD芯片11的热量导出。导热板5的下端粘接一半导体制冷片14的冷端，所述导热板5的下端面设有用于定位半导体制冷片14的凸条5-2，安装时半导体制冷片14直接卡在四个凸条5-2之间即可，半导体制冷片14安装的定位好。所述半导体制冷片14下端的热端与一水冷散热装置6的上端粘接。所述安装板4的下端设有多个向下延伸的连接柱4-1，各连接柱4-1分别通过调节螺栓16穿过水冷散热装置6设置的安装孔6-8与连接柱4-1轴心设置的螺纹孔螺纹配合连接水冷散热装置6。连接柱4-1为安装板4与水冷散热装置6之间半导体制冷片14与导热板5的安装提供了足够的空间，且安装时安装板4与水冷散热装置6之间的距离还可通过调节螺栓16进行调节，方便了半导体制冷片14与导热板5的安装。所述水冷散热装置6设有的冷却水腔6-7与进水口、出水口连通。所述水冷散热装置6包括水箱体6-1，所述水箱体6-1通过在一回形框下面粘接固定一底板制作而成，使水箱体6-1形成一上端开口的冷却水腔6-7。一导热片6-2密封覆盖在水箱体6-1的上端，所述导热片6-2的上端面固定连接半导体制冷片14下端的热端。所述导热片6-2的下端平行设置向下延伸至冷却水腔6-7中的若干翅片6-4，相邻两个翅片6-4之间留有间距。所述导热片6-2下端的中部固定设置一与翅片6-4平行的隔水板6-3，所述隔水板6-3的下端接触并抵住冷却水腔6-7的腔底，隔水板6-3的左、右两端与冷却水腔6-7壁之间留有间距。所述进水口6-5、出水口6-6设于水箱体6-1的下端与冷却水腔6-7连通，进水口6-5、出水口6-6分别位于隔水板6-3的前、后两侧。水箱体6-1的冷却水腔6-7被隔水板6-3隔出前、后两个可流通的空间，由投影机的水路循环系统驱动的冷却水从位于隔水板6-3一侧的进水口6-5进入水箱体6-1的冷却水腔6-7中后，会向冷却水腔6-7的左、右两侧流动并从隔水板6-3的左、右两端与冷却水腔6-7壁之间的间距流至隔水板6-3的另一侧，最终从位于隔水板6-3的另一侧的出水口6-6流出，由此可实现冷却水在水箱体1的冷却水腔6-7中的充分流动。导热片6-2上的若干翅片6-4位于水箱体1的冷却水腔6-7中与流动的冷却水充分接触，流动的冷却水便会不断地将导热片6-2吸收的半导体制冷片14热端的热量带走，即实现水冷散热装置6对半导体制冷片14热端地稳定散热，散热的效果好。所述水冷散热装置6下端固定安装一支架7，该支架7设有两个过孔7-1，两个过孔7-1用于固定分别与进水口、出水口接通的进水管、出水管，通过支架7可对进、出水管进行约束，使结构更优化。所述DMD芯片11上方安装一光阑10，所述壳体1内位于光阑10侧面的入射端10-3设置第二反射镜15，光阑10的入射端10-3安装有一透镜。所述第二反射镜15的镜面与壳体1进光口设置的第一反射镜8的镜面对应，使从壳体1进光口1-3进入的光束依次经第一反射镜8、第二反射镜15反射至DMD芯片11的若干微镜上，再经光阑10的光孔10-1从壳盖2上设置的出光口2-1射出。所述壳盖2通过螺钉覆盖在壳体1的上端与壳体1固定连接，壳盖2的出光口2-1覆盖有一玻璃保护片，玻璃保护片主要起密封保护的作用。所述壳体1下端的进光口1-3通过螺栓固定连接一进光导筒1-2，所述第一反射镜8固定在进光导筒1-2内。进光导筒1-2的光进口端的轴线与光出口端的轴线垂直，第一反射镜8与进光导筒1-2的光进口端、光出口端均呈45度角。进光导筒1-2与壳体1为分体结构，可降低壳体1的制作难度，第一反射镜8、第二反射镜15的安装也更方便。所述壳体1内通过支架9安装第二反射镜15，所述第二反射镜15位于光阑10的入射端与壳体1进光口1-3的第一反射镜8对应。第二反射镜15通过卡子固定在支架9上，支架9通过螺钉与壳体1固定。所述壳体1内安装一吸光板12，所述光阑10的上端设有一供光通过的孔10-2，所述吸光板12位于该孔10-2的上方用于吸收无用光，所述吸光板12设有若干散热的翅片，吸光板12由黑色吸光材料制作而成，其可吸收装置内无用的反射光。所述导热板5上设有一用于监测的温度传感器，该温度传感器可监测DMD芯片11的温度，一旦出现发热异常便可自动报故障，避免零件因过热而损坏。

本照明成像装置的工作稳定可靠、散热的性能好。工作时，从投影机合光装置射出的光束从进光口1-3的进光导筒1-2射至第一反射镜8上；经第一反射镜8反射后的光束再射至第二反射镜15上；经第二反射镜15反射后的光束经光阑10入射端安装的透镜照至DMD芯片的微镜上，DMD芯片的微镜对成像需要的光进行反射；经DMD芯片反射后的光束经光阑10的光孔10-1射至壳盖2的出光口2-1；最终成像的光束从壳盖2出光口2-1射出照至与该照明成像装置连接的投影机镜头中。工作过程中，装置可同时通过水冷散热、风冷散热两种方式进行散热，散热的效果极好。装置中与DMD芯片11接触的导热板5会将DMD芯片10产生的热量导至半导体制冷片14上端的冷端，只要电流通过半导体制冷片14，半导体制冷片14便会一直将冷端的热量迁移至下端的热端，半导体制冷片14热端的热量又会被水冷散热装置6冷却水腔6-7中流动的冷却水带走，由此即实现装置的水冷散热。水冷散热是直接对装置中的主要产热源DMD芯片11进行散热降温，散热的效率极高，可大大减少弥散在装置壳体内的热量，优化了工作环境、减缓了零部件的老化，激光投影机的使用寿命更长。而且，水冷散热的方式不会到环境温度等外部因素的影响，其只受投影机水路循环系统的控制，散热稳定可靠。壳体1外表面的散热片1-1也会吸收装置中其余由光能转化的热能，在风扇的作用下投影机内流动的空气会带走壳体1散热片1-1上的热量，即实现风冷散热。将风冷散热与水冷散热相结合，可使整个装置得到均匀地散热降温，装置的散热性能更好。

Claims (10)

1.一种激光投影机的照明成像装置，包括壳体（1），所述壳体（1）外表面设置散热片（1-1），其特征在于：所述壳体（1）底部设有一过光口（1-4），一电路板（3）固定在过光口（1-4）下端，所述电路板（3）上安装的DMD芯片（11）与过光口（1-4）对应，电路板（3）的下端设有一安装板（4），所述安装板（4）通过螺栓与壳体（1）连接固定，所述电路板（3）、安装板（4）与DMD芯片（11）对应的位置均设有供导热板（5）插入的让位孔（13），所述导热板（5）的上端与DMD芯片（11）接触，导热板（5）的下端粘接一半导体制冷片（14），所述半导体制冷片（14）的下端与一水冷散热装置（6）粘接，所述水冷散热装置（6）通过螺栓与安装板（4）连接固定，所述水冷散热装置（6）设有的冷却水腔（6-7）与进水口、出水口连通，所述DMD芯片（11）上方安装一光阑（10），所述壳体（1）内位于光阑（10）的入射端设置第二反射镜（15），所述第二反射镜（15）的镜面与壳体（1）进光口设置的第一反射镜（8）的镜面对应，使从壳体（1）进光口（1-3）进入的光束依次经第一反射镜（8）、第二反射镜（15）反射至DMD芯片（11）的若干微镜上，再经光阑（10）的光孔（10-1）从壳盖（2）上设置的出光口（2-1）射出。

2.根据权利要求1所述的激光投影机的照明成像装置，其特征在于：所述水冷散热装置（6）包括水箱体（6-1），所述水箱体（6-1）设有一上端开口的冷却水腔（6-7），一导热片（6-2）密封覆盖在水箱体（6-1）的上端，所述导热片（6-2）的上端面固定连接半导体制冷片（14）的下端，所述导热片（6-2）的下端平行设置向下延伸至冷却水腔（6-7）中的若干翅片（6-4），相邻两个翅片（6-4）之间留有间距，所述导热片（6-2）下端的中部固定设置一与翅片（6-4）平行的隔水板（6-3），所述隔水板（6-3）的下端与冷却水腔（6-7）的腔底接触，隔水板（6-3）的左、右两端与冷却水腔（6-7）壁之间留有间距，所述进水口、出水口设于水箱体（6-1）的下端与冷却水腔（6-7）连通，进水口、出水口分别位于隔水板（6-3）的前、后两侧。

3.根据权利要求1所述的激光投影机的照明成像装置，其特征在于：所述水冷散热装置（6）下端固定安装一支架（7），该支架（7）设有两个过孔（7-1），两个过孔（7-1）用于固定分别与进水口、出水口接通的进水管、出水管。

4.根据权利要求1所述的激光投影机的照明成像装置，其特征在于：所述壳体（1）内安装一吸光板（12），所述光阑（10）的上端设有一供光通过的孔，所述吸光板（12）位于该孔的上方用于吸收无用光，所述吸光板（12）设有若干散热的翅片。

5.根据权利要求1所述的激光投影机的照明成像装置，其特征在于：所述导热板（5）的上端设有一导热凸起（5-1），该导热凸起（5-1）插入电路板（3）、安装板（4）的让位孔（13）中，导热凸起（5-1）的上端与DMD芯片（11）接触，所述导热板（5）的下端面设有用于定位半导体制冷片（14）的凸条（5-2）。

6.根据权利要求1所述的激光投影机的照明成像装置，其特征在于：所述导热板（5）由铜材制作而成。

7.根据权利要求1所述的激光投影机的照明成像装置，其特征在于：所述导热板（5）上设有一用于监测的温度传感器。

8.根据权利要求1所述的激光投影机的照明成像装置，其特征在于：所述安装板（4）的下端设有多个向下延伸的连接柱（4-1），各连接柱（4-1）分别通过调节螺栓（16）穿过水冷散热装置（6）设置的安装孔（6-8）与连接柱（4-1）轴心设置的螺纹孔螺纹配合连接水冷散热装置（6）。

9.根据权利要求1所述的激光投影机的照明成像装置，其特征在于：所述壳体（1）下端的进光口（1-3）通过螺栓固定连接一进光导筒（1-2），所述第一反射镜（8）固定在进光导筒（1-2）内，所述壳体（1）内通过支架（9）安装第二反射镜（15），所述第二反射镜（15）位于光阑（10）的入射端与壳体（1）进光口（1-3）的第一反射镜（8）对应。

10.根据权利要求1所述的激光投影机的照明成像装置，其特征在于：所述壳盖（2）的出光口（2-1）覆盖有一玻璃保护片。

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