CN217386116U - 一种球形激光投影仪 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种球形激光投影仪，该球形激光投影仪包括：光机系统；激光散热器包括设置于光机系统相对两侧的第一散热器与第二散热器，第一散热器包括多个间隔设置的第一翅片，相邻的第一翅片之间形成第一散热通道，第二散热器包括多个间隔设置的第二翅片，相邻的第二翅片之间形成第二散热通道；散热基板的一侧抵接光机系统；第一热管抵接散热基板的另一侧，两端分别连接第一散热器与第二散热器，用于将光机系统所产生的热量传导至第一散热器与第二散热器。本申请通过设置多个第一翅片形成的第一散热通道以及多个第二翅片形成的第二散热通道实现对球形激光投影仪的散热。

Description

一种球形激光投影仪

技术领域

本申请涉及激光成像领域，特别是涉及一种球形激光投影仪。

背景技术

激光投影仪包括多种形态，其中球形投影机造型美观，颇具有艺术感光，但是由于形态的特殊性，内部空间利用率低，在同等亮度、低噪声的前提下，对散热的要求更高，内部布局也更为紧凑，内部温度过高会影响到整机的使用寿命，满足高亮度的需求也异常迫切，整机的散热设计也显得异常关键。

实用新型内容

本申请提供了一种球形激光投影仪，该球形激光投影仪包括：

光机系统；

激光散热器，包括设置于光机系统相对两侧的第一散热器与第二散热器，第一散热器包括多个间隔设置的第一翅片，相邻的第一翅片之间形成第一散热通道，第二散热器包括多个间隔设置的第二翅片，相邻的第二翅片之间形成第二散热通道；

散热基板，其一侧抵接光机系统；

第一热管，抵接散热基板的另一侧，其两端分别连接第一散热器与第二散热器，用于将光机系统所产生的热量传导至第一散热器与第二散热器；

其中，多个第一翅片背离光机系统的一端，在第一翅片排列方向的平面上的投影呈圆弧状，多个第二翅片背离光机系统的一端，在第二翅片排列方向的平面上的投影呈圆弧状。

本申请的有益效果是：区别于现有技术，本申请通过第一散热器与第二散热器相对设置于光机系统的两侧，以使激光散热器包围光机系统形成类球体形状，同时第一散热器的多个第一翅片与第二散热器的多个第二翅片位于类球体弧面的侧边缘，使得中心位置的光机系统所产生的热量传导至类球体弧面的侧边缘，以实现散热的功能。并且，第一散热器的多个第一翅片彼此间隔设置，其所形成的第一散热通道相互独立，第二散热器的多个第二翅片彼此间隔设置，其所形成的第二散热通道相互独立，能够提高激光散热器的过风量，加强激光散热器的散热效果，减少对中心位置的光机系统产生热量的叠加，即避免对光机系统形成的热串扰，同时外层散热通道能够顺畅的进行散热。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请球形激光投影仪一实施例的第一结构示意图；

图2是本申请球形激光投影仪一实施例的第二结构示意图；

图3是本申请球形激光投影仪一实施例的第三结构示意图；

图4是图3中DC-DC电源转换板沿A-A截面的剖面示意图；

图5是本申请激光散热器一实施例的的结构示意图；

图6是本申请DMD散热器一实施例的的结构示意图；

图7是本申请LED板一实施例的第一结构示意图；

图8是本申请LED板一实施例的第二结构示意图；

图9是本申请固定支架一实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本申请的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请所提供的球形激光投影仪做进一步详细描述。可以理解的是，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

本申请提供一种球形激光投影仪，请参阅图1-图9，图1是本申请球形激光投影仪一实施例的第一结构示意图；图2是本申请球形激光投影仪一实施例的第二结构示意图；图3是本申请球形激光投影仪一实施例的第三结构示意图；图4是图3中DC-DC电源转换板沿A-A截面的剖面示意图；图5是本申请激光散热器一实施例的的结构示意图；图6是本申请DMD散热器一实施例的的结构示意图；图7是本申请LED板一实施例的第一结构示意图；图8是本申请LED板一实施例的第二结构示意图；图9是本申请固定支架一实施例的结构示意图。

如图1与图2所示，球形激光投影仪1包括光机系统、激光散热器100、LED板210、DC-DC电源转换板220、空间光调制器散热器230、信号控制板240、电源散热器250、LED散热器260、风扇510、固定支架600、支撑座700以及连接端子800，其中，本申请所指的“光机系统”泛指投影仪内部的光学元件，包括但不限于激光光源、光路中的透镜、散射片、分光镜、二向色元件、空间光调制器、镜头300以及色轮400等。

其中，在一些实施例中，该空间光调制器为DMD(数字微反射镜，digitalmicromirror device)，该空间光调制器散热器230为DMD散热器。在其他实施例中，该空间光调制器还可为LCD(薄膜晶体管液晶显示器，Thin Film Transistor Liquid CrystalDisplayer)调制器或LCOS(硅上液晶，Liquid Crystal On Silico)调制器等等。

其中，球形激光投影仪1包括照明模式与投影模式，在照明模式下，LED板210上的LED灯出射照明光，以实现照明功能；在投影模式下，光机系统出射投影光，以实现投影功能。

其中，球形激光投影仪1包括相互垂直设置的第一方向X、第二方向Y以及第三方向Z。具体地，光机系统与激光散热器100沿第一方向X设置，支撑座700、光机系统、空间光调制器散热器230、信号控制板240、电源散热器250、DC-DC电源转换板220、LED散热器260以及LED板210沿第二方向Y设置，风扇510、光机系统以及镜头300沿第三方向Z设置。

如图1和图3所示，空间光调制器散热器230、光机系统以及信号控制板240沿第三方向Z间隔设置，信号控制板240与镜头300沿第二方向Y间隔设置，DC-DC电源转换板220设置于空间光调制器散热器230和电源散热器250上，LED板210设置于DC-DC电源转换板220上。

进一步地，如图1和图5所示，激光散热器100包括第一散热器110与第二散热器120，第一散热器110与第二散热器120沿第一方向X设置于光机系统的相对两侧。

具体地，第一散热器110包括多个间隔设置的第一翅片111，且沿第二方向Y平行设置，相邻的第一翅片111之间形成第一散热通道(图未标)，第二散热器120包括多个间隔设置的第二翅片121，且沿第二方向Y平行设置，相邻的第二翅片121之间形成第二散热通道(图未标)，第一翅片111与第二翅片121相互平行设置。可选地，第一方向为第一翅片111的延伸方向，且为第二翅片121的延伸方向的反方向。

其中，多个第一翅片111背离光机系统的一端，在第一翅片111排列方向的平面上的投影呈圆弧状，即在XOY平面上的投影为圆弧状。多个第二翅片121背离光机系统的一端，在第二翅片121排列方向的平面上的投影呈圆弧状，即在XOY平面上的投影为圆弧状。

其中，球形激光投影仪1还包括第一热管140，第一热管140抵接散热基板130和激光散热器100，散热基板130配合第一热管140与激光散热器100使用，通过散热基板130将光机系统所产生的热量传导至第一热管140，进而将上述热量传导至激光散热器100。

如图1、图4和图5所示，散热基板130的一侧抵接光机系统，另一侧抵接第一热管140，第一热管140的两端分别连接第一散热器110与第二散热器120。

具体地，光机系统包括激光光源，散热基板130接触激光光源。可选地，激光光源可为激光二极管，其中，激光光源可包括多个矩阵式设置的激光二极管。散热基板130与激光光源固定连接，以使激光二极管固定于散热基板130，可通过将激光二极管埋设于散热基板130，或使用粘性材料粘接激光二极管与散热基板130，或通过卡接装置固定激光二极管与散热基板130等。

其中，光机系统所产生的热量，即激光光源所产生的热量通过与散热基板130抵接的部位，将热量传导至散热基板130，散热基板130进一步通过与第一热管140抵接的部位，将热量传导至第一热管140，第一热管140进一步将热量传导至第一散热器110与第二散热器120。

其中，本实施例的球形激光投影仪1处于投影模式下，激光光源出射的激光，即为光机系统所出射的投影光。

具体地，球形激光投影仪1还包括分别与第一热管140背离第一翅片111与第二翅片121的一侧抵接的两个导热板150，两个导热板150进一步与光机系统的其余产热部件抵接，例如空间光调制器等，以将其余产热部件所产生的热量通过导热板150传导至第一热管140，第一热管140进一步将热量传导至第一散热器110与第二散热器120。

本实施例将第一散热器110与第二散热器120相对设置于光机系统的两侧，且通过第一热管140连接，以使激光散热器100包围光机系统形成类球体形状，同时第一散热器110的多个第一翅片111与第二散热器120的多个第二翅片121位于类球体弧面的侧边缘，使得中心位置的光机系统所产生的热量传导至类球体弧面的侧边缘，球体弧面的面积显著大于传统平面结构的面积，从而增大了散热面积，以提高散热性能。

另一方面，第一散热器110的多个第一翅片111彼此间隔设置，其所形成的第一散热通道相互独立，第二散热器120的多个第二翅片121彼此间隔设置，其所形成的第二散热通道相互独立，能够提高激光散热器100的过风量，加强激光散热器100的散热效果，减少对中心位置的光机系统产生热量的叠加，即避免对光机系统形成的热串扰，同时外层散热通道能够顺畅的进行散热。

如图1-图4所示，空间光调制器散热器230靠近风扇510的一侧设置，与光机系统以及散热基板130间隔设置。如图6所示，空间光调制器散热器230包括沿第二方向Y依次设置的散热部233、第二热管232以及热源基板231。

具体地，散热部233包括多个沿第二方向Y间隔设置于底壁上的第一散热齿234，相邻的第一散热齿234之间形成第三散热通道(图未标)，第二热管232的两端分别连接热源基板231与散热部233。

其中，光机系统包括空间光调制器，空间光调制器散热器230用于实现对空间光调制器的散热。具体地，热源基板231与空间光调制器抵接，将空间光调制器产生的热量传导至热源基板231，第二热管232进一步将热量从热源基板231传导至散热部233，通过第三散热通道实现散热。在其中一个实施例中，所述空间光调制器与热源基板231相对固定设置。

可选地，第二热管232在第三方向Z上的投影呈U型，U型管的一端的顶部与热源基板231抵接设置，U型管的另一端的侧壁与散热部233的底壁抵接设置。

如图1和图3所示，信号控制板240靠近镜头300的一侧设置，信号控制板240与DC-DC电源转换板220之间设置有电源散热器250，电源散热器250用于对球形激光投影仪1的电源进行快速散热。

具体地，电源散热器250包括多个沿第二方向Y间隔设置的第二散热齿251，相邻的第二散热齿251之间形成第四散热通道(图未标)。其中，多个第二散热齿251与多个第一散热齿234相互平行设置，以使空气依次通过第三散热通道与第四散热通道流动至风扇510。

如图1、图2和图4所示，LED板210与DC-DC电源转换板220之间设置有LED散热器260，LED散热器260用于实现对LED板210与DC-DC电源转换板220的散热。

如图7和图8所示，LED散热器260设置于LED板210靠近DC-DC电源转换板220的一侧上，LED板210的另一侧设置有多个LED(图未标)。LED散热器260包括多个沿第二方向Y间隔设置的第三散热齿261，相邻的第三散热齿261之间形成第五散热通道(图未标)。

如图1-图4所示，DC-DC电源转换板220包括主板221，主板221上设置有通孔222，通孔222靠近空间光调制器散热器230设置，通孔222用于连通第五散热通道与第三散热通道，以使空气依次通过第五散热通道、通孔222以及第三散热通道流动至风扇510。

其中，如图8所示，LED板210的一侧进一步设置有固定柱211，如图3所示，DC-DC电源转换板220的主板221上设置有定位孔223，固定柱211设置于定位孔223内，以将LED板210固定于DC-DC电源转换板220上，且使部分第五散热通道与通孔222连通。

可选地，在其他实施例中，LED板210与DC-DC电源转换板220还可通过螺孔与螺钉、盲柱与盲孔、卡槽与卡扣或其他固定方式实现固定连接。

可选地，本实施例LED板210的直径小于DC-DC电源转换板220的直径，定位孔223设置于靠近主板221中心的位置，以使固定柱211设置于定位孔223内时，LED板210的中心在DC-DC电源转换板220的投影与DC-DC电源转换板220的中心重合，且LED板210在DC-DC电源转换板220的投影位于DC-DC电源转换板220内。

可选地，本实施例定位孔223与固定柱211的数量可为三个，在其他三个实施例中，定位孔223与固定柱211的数量还可为两个或四个等等。

如图1所示，色轮400包括色轮主体(图未示)与色轮盖板401，且信号控制板240与镜头300在第二方向Y上间隔设置。其中，外部环境温度风由镜头300一侧流入球形激光投影仪1的内部，依次经过最先经过镜头300和色轮盖板401，对镜头300和色轮400进行散热，避免了镜头300因光机系统所产生的热量而形成热失焦，同时也保证了色轮400的散热。

本实施例通过多个第一散热齿234所形成的第三散热通道，以及通过多个第二散热齿251所形成的第四散热通道，在有限空间内实现对电源及空间光调制器的散热，提高了内部空间利用率。同时，第一散热齿234凸出于光机系统的盒体以形成第三散热通道，将设置于盒体内部的空间光调制器所产生的热量引出，从顶部的第三散热通道散出，实现对空间光调制器的高效散热。

另一方面，本实施例通过多个第三散热齿261所形成的第五散热通道实现同时对LED板210与DC-DC电源转换板220的散热，并且第五散热通道通过通孔222连通第三散热通道，以使热量从风扇510远离光机系统的一侧散出，实行高效散热。

其中，激光散热器100、光机系统、LED板210、DC-DC电源转换板220、信号控制板240以及风扇510通过固定支架600形成一体式结构。如图9所示，固定支架600包括第一固定部601、第二固定部602、第三固定部603、第四固定部604以及第五固定部605。

具体地，第一固定部601与第三固定部603沿第一方向X间隔设置，第二固定部602与第四固定部604沿第一方向X间隔设置，第一固定部601连接第二固定部602，第三固定部603连接第四固定部604，第五固定部605进一步连接第二固定部602与第四固定部604。

其中，光机系统设置第一固定部601与第三固定部603之间，以及第二固定部602与第四固定部604之间，且在第五固定部605上的投影与第五固定部605重合。第一散热器110与第二散热器120分别设置于第一固定部601背离第三固定部603的一侧与第二固定部602背离第四固定部604的一侧。

可选地，固定支架600上设置有多个卡接口以及螺孔，激光散热器100、光机系统、LED板210、DC-DC电源转换板220、信号控制板240、空间光调制器散热器230以及风扇510可通过卡接或螺钉配合螺孔的方式实现与固定支架600的固定，进而连成一体式结构。

进一步地，球形激光投影仪1还包括外盒(图未示)，外盒与固定支架600卡接，以使球形激光投影仪1的内部元件与外盒相互固定，进而形成球形激光投影仪1。其中，外盒套设于一体式结构的外侧。

本实施例通过固定支架600配合激光散热器100、光机系统、LED板210、DC-DC电源转换板220、信号控制板240以及风扇510连成一体式，使得球形激光投影仪1除外盒外都是一体式装配固定，球形激光投影仪1能够便捷、快速拆装，提高了后续的可维护性。

如图2所示，球形激光投影仪1还包括钣金520，钣金520设置于风扇510背离镜头300一侧，即设置于风扇510的出风口一侧。其中，钣金520包括形成于钣金520中心位置的出气孔521，出气孔521的直径小于风扇510的直径。可选地，本实施例钣金520的形状为圆环型，在其他实施例中还可为其他形态。

具体地，风扇510固定挂在钣金520上，钣金520与外盒配合设置，实现密封设置，以使经过风扇510的气流仅通过钣金520的出气孔521流动至外界大气，防止风扇510产生热风反弹，避免了风扇510的侧风路短路现象，也提高了风扇510的效率。

本申请球形激光投影仪1在球体空间形成多组散热通道，包括第一散热通道、第二散热通道、第三散热通道、第四散热通道以及第五散热通道，实现对各个部件的高效散热，并且球形激光投影仪1采用一个风扇510实现了结构紧凑的球型投影仪的散热，实现了空间利用率最大化，并且在满足整机低噪声的高标准要求同时实现了散热的可靠性。

其中，球形激光投影仪1的内部风道结构采用直通方式，保证每个散热通道的进风都是外部的系统冷风，外部的系统冷风由镜头300的一侧输入球形激光投影仪1的内部，且每个散热通道互相不串扰，散热成本低，且散热效率高。

以上仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (12)

1.一种球形激光投影仪，其特征在于，包括：

光机系统；

激光散热器，包括设置于所述光机系统相对两侧的第一散热器与第二散热器，所述第一散热器包括多个间隔设置的第一翅片，相邻的所述第一翅片之间形成第一散热通道，所述第二散热器包括多个间隔设置的第二翅片，相邻的所述第二翅片之间形成第二散热通道；

散热基板，其一侧抵接所述光机系统；

第一热管，抵接所述散热基板的另一侧，其两端分别连接所述第一散热器与所述第二散热器，用于将所述光机系统所产生的热量传导至所述第一散热器与所述第二散热器；

其中，多个所述第一翅片背离所述光机系统的一端，在所述第一翅片排列方向的平面上的投影呈圆弧状，多个所述第二翅片背离所述光机系统的一端，在所述第二翅片排列方向的平面上的投影呈圆弧状。

2.根据权利要求1所述的球形激光投影仪，其特征在于，所述光机系统包括激光光源，所述散热基板接触所述激光光源。

3.根据权利要求2所述的球形激光投影仪，其特征在于，所述激光光源为激光二极管，所述散热基板与所述激光光源固定连接。

4.根据权利要求1所述的球形激光投影仪，其特征在于，所述球形激光投影仪还包括LED板、DC-DC电源转换板、信号控制板、空间光调制器散热器，所述光机系统、所述空间光调制器散热器、所述信号控制板、所述DC-DC电源转换板以及所述LED板沿第二方向依次设置，所述第二方向垂直于第一方向，所述第一方向为所述第一翅片的延伸方向；

其中，所述光机系统与所述空间光调制器散热器以及所述信号控制板间隔设置，所述DC-DC电源转换板设置于所述空间光调制器散热器上，所述空间光调制器散热器与所述信号控制板沿第三方向间隔设置，所述第三方向垂直于所述第二方向与所述第一方向。

5.根据权利要求4所述的球形激光投影仪，其特征在于，所述球形激光投影仪还包括风扇，所述光机系统包括色轮以及镜头，所述风扇、所述色轮以及所述镜头沿所述第三方向依次设置。

6.根据权利要求5所述的球形激光投影仪，其特征在于，所述空间光调制器散热器靠近所述风扇的一侧设置，所述空间光调制器散热器包括沿所述第二方向依次设置的散热部、第二热管以及热源基板；

所述散热部包括多个沿所述第二方向间隔设置的第一散热齿，相邻的所述第一散热齿之间形成第三散热通道，所述第二热管的两端分别连接所述热源基板与所述散热部，用于将所述热源基板所产生的热量传导至所述散热部；其中，所述第二热管在所述第三方向上的投影呈U型。

7.根据权利要求6所述的球形激光投影仪，其特征在于，所述信号控制板靠近所述镜头的一侧设置，所述信号控制板与所述DC-DC电源转换板之间设置有电源散热器，所述电源散热器包括多个沿所述第二方向间隔设置的第二散热齿，相邻的所述第二散热齿之间形成第四散热通道；

其中，多个所述第二散热齿与多个所述第一散热齿相互平行设置，以使空气依次通过所述第三散热通道与所述第四散热通道流动至所述风扇。

8.根据权利要求6所述的球形激光投影仪，其特征在于，所述LED板与所述DC-DC电源转换板之间设置有LED散热器，所述LED散热器包括多个沿所述第二方向间隔设置的第三散热齿，相邻的所述第三散热齿之间形成第五散热通道；

其中，所述LED板的直径小于所述DC-DC电源转换板的直径。

9.根据权利要求8所述的球形激光投影仪，其特征在于，所述DC-DC电源转换板设置有通孔，所述通孔靠近所述空间光调制器散热器设置，用于连通所述第五散热通道与所述第三散热通道，以使空气依次通过所述第五散热通道、所述通孔以及所述第三散热通道流动至所述风扇。

10.根据权利要求5所述的球形激光投影仪，其特征在于，所述球形激光投影仪还包括固定支架，所述激光散热器、所述光机系统、所述LED板、所述DC-DC电源转换板、所述信号控制板、所述空间光调制器散热器以及所述风扇通过所述固定支架形成一体式结构。

11.根据权利要求10所述的球形激光投影仪，其特征在于，所述球形激光投影仪还包括外盒，所述外盒与所述固定支架卡接，以形成所述球形激光投影仪。

12.根据权利要求11所述的球形激光投影仪，其特征在于，所述激光投影仪还包括钣金，所述钣金设置于所述风扇背离所述镜头一侧，所述钣金包括出气孔，所述出气孔的直径小于所述风扇的直径，所述钣金与所述外盒配合设置，以使经过所述风扇的气流仅通过所述出气孔流动至大气。

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