TWI385464B - 散熱裝置及具該散熱裝置之投影顯示器 - Google Patents

Description

散熱裝置及具該散熱裝置之投影顯示器

本發明關於一種散熱裝置，尤有關一種適用於一具有出風口之投影顯示器的散熱裝置。

圖1為一示意圖，顯示一習知投影顯示器的局部結構。如圖1所示，投影顯示器100係利用一高功率燈泡102作為照明光源，因高功率燈泡102會產生高熱，所以藉由設置於鄰近燈泡102處的一風扇104來引致空氣的強迫對流，當氣流W吹過燈泡102後再經出風口WP離開，可獲得冷卻燈泡102的效果。如圖1之設計，出風口WP周遭的投影顯示器之殼體部分係由一百葉窗型式的固定式柵欄106所構成，固定式柵欄106由多個平行導片108構成，兩相鄰導片108具有一定間隙以供氣流W流出，且導片108的一端適度向下傾斜，以防止燈泡102的雜散光逸出柵欄106並避免熱擾流以維持良好的投影品質。

然而，因為固定式柵欄106的兩相鄰導片108間永遠保持固定的開口大小，如沙塵等汙染物容易經由開口進入機體內部，影響投影顯示器本身的操作壽命與投影品質；另一方 面，固定開口的設計使氣流W的流動阻抗固定而無法降低，因此當環境溫度升高時，僅能利用增加風扇104轉速方式提高散熱效果，但如此會使噪音增大且增加耗電量。

本發明提供一種適用於一投影顯示器的散熱裝置，其能避免習知設計的缺點且具有簡易的操作特性。

本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。

為達上述之一或部份或全部目的或是其他目的，依本發明之一實施例，一種適用於一具有出風口之投影顯示器的散熱裝置包含一柵欄模組、至少一彈性件及一形狀記憶合金模組。柵欄模組位於出風口且包含至少一導片，且該導片具有一支點。彈性件適於施力於導片，以提供該導片以支點為中心轉動的力量。形狀記憶合金模組於受熱時產生形變，並施力於導片使導片以支點為中心沿一第一方向轉動。

依本發明之另一實施例，一種投影顯示器包含一燈源、一光機引擎、一風扇及一散熱裝置。光機引擎接收並調變燈源發出的光線並投射出顯示影像，且風扇引致空氣的強迫對流以冷卻燈源。散熱裝置包含一柵欄模組、一彈性件及一形狀記憶合金模組。柵欄模組位於投影顯示器之一出風口且包含至少一導片，且該導片具有一支點。彈性件適於施力於導 片，以提供該導片以支點為中心轉動的力量。形狀記憶合金模組因受熱時產生形變而施力於導片使導片以支點為中心沿一第一方向轉動。

於一實施例中，柵欄模組具有複數個導片且包含複數個分別對應該些導片設置之轉軸及一連桿。導片的支點為轉軸樞接於對應導片之一樞接點，且連桿連結各個導片、彈性件及形狀記憶合金模組。

於一實施例中，柵欄模組具有複數個導片，彈性件係為複數且分別對應該些導片設置，形狀記憶合金模組包含複數個分別對應該些導片設置的形狀記憶合金元件。導片更具有一第一受力點及一第二受力點，彈性件施力於第一受力點，且形狀記憶合金元件施力於第二受力點，藉由對應彈性件與形狀記憶合金元件的施力使導片以其為中心轉動。

於一實施例中，形狀記憶合金模組包含一形狀記憶合金元件、一包覆形狀記憶合金元件以提供勻熱效果的金屬殼體、及將形狀記憶合金元件連接至連桿的一連接件。形狀記憶合金元件具有螺旋狀外形且其組成材料包含鎳鈦諾。

基於上述各個實施例之設計，當投影顯示器不使用時即於常溫下柵欄模組呈關閉狀態，可避免灰塵、蟲子等汙染物進入而確保機台內部的潔淨及投影品質。當投影顯示器開機後，柵欄模組隨著溫度升高而開啟達到散熱目的，且隨著溫度越昇越高，形狀記憶合金元件回復原本形狀的力量會逐漸 增大，如此連桿往右側移動的幅度會變大，同時兩導片間的開口也隨之變大，故具有對應溫度變化提高散熱效果的良好散熱特性。再者，上述各個實施例運用形狀記憶合金元件的散熱設計方式，於操作及控制上均極為簡易即能獲得上述效果且構件成本亦低。

本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例並配合所附圖式，作詳細說明如下。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。再者，於各個圖式中相同的元件係以同一編號標註。

圖2A及圖2B為顯示依本發明一實施例之散熱裝置10的示意圖，且圖2A及圖2B分別顯示散熱裝置10於不同受熱環境下的變化。散熱裝置10適用於一具有出風口WP的投影顯示器且包含一柵欄模組12、一形狀記憶合金(shape memory alloy,SMA)模組14及至少一彈性件16。柵欄模組 12設置於該出風口WP且包含多個導片121、對應該些導片121設置之轉軸122，及連結各個導片121的一連桿123，且各個導片121以轉軸122樞接於導片121上的一樞接點R為支點轉動。因連桿123經由個別的連接點M連接各個導片121，當連桿123移動時，可帶動各個導片121使各個導片121以各自的樞接點R為中心同時沿一第一方向轉動。彈性件16的一端固定(固定端16a)且另一端(活動端16b)連接連桿123，且於本實施例中，彈性件16係為一彈簧。形狀記憶合金模組14包含一形狀記憶合金元件141、一包覆形狀記憶合金元件141以提供勻熱效果的金屬殼體142、及將形狀記憶合金元件141連接至連桿123的一連接件143。形狀記憶合金元件141的一端固定(固定端141a)，且另一端(活動端141b)連接該連接件143，且連接件143的一端連接連桿123。形狀記憶合金於常溫下可受力而被塑成任意形狀，但加熱後即能回復原先的形狀。於本實施例中，形狀記憶合金元件141具有類似彈簧的一螺旋狀外形，因此若於常溫下受力而伸長，當受熱後即能逐漸恢復原先形狀。再者，於本實施例中，形狀記憶合金元件141的材質為鎳與鈦混合而成的鎳鈦諾但不限定，鎳鈦諾具有良好的抗金屬疲勞及耐侵蝕特性，且能承受極大的拉力和壓力。於其他實施例中，形狀記憶合金模組14亦可僅包含一形狀記憶合金元件141，但皆不以此為限。

如圖2A所示，於常溫下當彈性件16拉住連桿123時，彈 性件16的彈力會透過連桿123與各個導片121的連接點M施加於各個導片121上，以提供各該導片121以各自的支點(轉軸樞接點)R為中心轉動的力量。因形狀記憶合金元件141於常溫下可為任意形狀(於圖2A中形狀記憶合金元件141被拉伸)，故彈性件16的力量會大於軟性的形狀記憶合金元件141的抗力，使各個導片121被拉至圖2A所繪示兩相鄰導片121相互接觸而不具間隙的位置，即整個柵欄模組12呈一關閉狀態。接著，如圖2B所示，當投影顯示器開機後，運作時的高溫會加熱形狀記憶合金件141，此時形狀記憶合金元件141回復原先形狀(長度縮短)的力量會大於彈性件16於導片121上的施力，使連桿123被形狀記憶合金件141拉往右側移動並帶動各個導片121以樞接點R為支點順時針旋轉一定角度，如此整個柵欄模組12即呈開啟狀態，熱空氣可由兩導片121間的開口流出，達到散熱效果。

因此，依本實施例之設計，當投影顯示器不使用時即於常溫下柵欄模組12呈關閉狀態，可避免灰塵、蟲子等汙染物進入而確保機台內部的潔淨及投影品質。當投影顯示器開機後，柵欄模組12隨著溫度升高而開啟達到散熱目的，且隨著溫度越昇越高，形狀記憶合金元件141回復原本形狀的力量會逐漸增大，如此連桿123往右側移動的幅度會變大同時兩導片121間的開口也隨之變大，故具有對應溫度變化提高散熱效果的良好散熱特性。再者，本實施例運用形狀記憶合金 元件141的散熱設計方式，於操作及控制上均極為簡易即能獲得前述效果且構件成本亦低。

圖3A及圖3B為顯示依本發明另一實施例之散熱裝置20示意圖，且圖3A及圖3B分別顯示散熱裝置20於不同受熱環境下的變化。本實施例之設計與前一實施例類似，差別在於所使用的彈性件26為一彈片。如圖3A所示，彈片的一端固定且另一端接觸並施力於導片121藉由連桿123的連動使整個柵欄模組12呈關閉狀態。如圖3B所示，當投影顯示器開機後，運作時的高溫會加熱形狀記憶合金元件141，此時形狀記憶合金元件141回復原先形狀(長度縮短)的力量會大於彈片於導片121上的施力，使連桿123往右側移動以開啟柵欄模組12，此時熱空氣可由兩導片121間的開口流出，同樣達到散熱效果。

圖4A及圖4B為顯示依本發明另一實施例之散熱裝置30示意圖。本實施例與前述實施例的差異在於各個導片121分別對應一彈性件26及一形狀記憶合金模組14，亦即未設置連桿使導片121連動，而是各個導片121分別藉由對應的彈性件26與形狀記憶合金元件141的施力，以各自的支點為中心轉動。詳言之，如圖4A及圖4B所示，各個導片121上形成一支點(轉軸樞接點)R、一第一受力點S及一第二受力點T，彈性件26施力於第一受力點S，且形狀記憶合金元件141施力於第二受力點T，如此同樣可獲得改變各個導片121 位置以開啟(圖4B)或關閉(圖4A)柵欄模組12的效果。

圖5及圖6顯示散熱裝置設置於一投影顯示器的配置方式示意圖，其中圖5顯示一不具風道的投影顯示器40，圖6顯示一具風道的投影顯示器50，且圖5及圖6中的箭頭方向代表空氣流向。如圖5所示，燈源42發出的光線由光機引擎44接收並調變後可投射出顯示影像，風扇46可引致強迫對流冷卻燈源42產生的高熱，冷空氣吹過燈源42後再經出風口WP離開。散熱裝置10的導片密接於出風口WP，當投影顯示器40未開啟時散熱裝置10的導片呈關閉狀態而封閉出風口WP，可避免汙染物進入而確保機台內部的潔淨及投影品質。當投影顯示器40開機時，藉由形狀記憶合金的形變效果使導片呈開啟狀態，熱空氣可由兩導片間的開口流出，達到散熱效果。再者，如圖6所示，於投影顯示器50的出風口WP與燈源42之間可設置一風道48，且散熱裝置10同樣密接於出風口WP。

需注意雖然上述各個實施例的導片121數量均為多個，但其僅為例示，即使柵欄模組12僅具一個導片121同樣可達到本發明的效果。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。另外，本發明的任一 實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。

10、20、30‧‧‧散熱裝置

12‧‧‧柵欄模組

121‧‧‧導片

122‧‧‧轉軸

123‧‧‧連桿

14‧‧‧形狀記憶合金模組

141‧‧‧形狀記憶合金元件

141a‧‧‧形狀記憶合金元件固定端

141b‧‧‧形狀記憶合金元件活動端

142‧‧‧金屬殼體

143‧‧‧連接件

16、26‧‧‧彈性件

16a‧‧‧彈性件固定端

16b‧‧‧彈性件活動端

40、50‧‧‧投影顯示器

42‧‧‧燈源

44‧‧‧光機引擎

46‧‧‧風扇

48‧‧‧風道

100‧‧‧投影顯示器

102‧‧‧燈泡

104‧‧‧風扇

106‧‧‧柵欄

108‧‧‧導片

M‧‧‧連接點

R‧‧‧樞接點

S‧‧‧第一受力點

T‧‧‧第二受力點

W‧‧‧氣流

WP‧‧‧出風口

圖1為一示意圖，顯示一習知投影顯示器的局部結構。

圖2A及圖2B為顯示依本發明一實施例之散熱裝置的示意圖，且圖2A及圖2B分別顯示散熱裝置於不同受熱環境下的變化。

圖3A及圖3B為顯示依本發明另一實施例之散熱裝置的示意圖，且圖3A及圖3B分別顯示散熱裝置於不同受熱環境下的變化。

圖4A及圖4B為顯示依本發明另一實施例之散熱裝置的示意圖，且圖4A及圖4B分別顯示散熱裝置於不同受熱環境下的變化。

圖5及圖6顯示散熱裝置設置於一投影顯示器的配置方式示意圖，其中圖5顯示一不具風道的投影顯示器且圖6顯示一具風道的投影顯示器。

10‧‧‧散熱裝置

12‧‧‧柵欄模組

121‧‧‧導片

122‧‧‧轉軸

123‧‧‧連桿

14‧‧‧形狀記憶合金模組

141‧‧‧形狀記憶合金元件

141a‧‧‧形狀記憶合金元件固定端

141b‧‧‧形狀記憶合金元件活動端

142‧‧‧金屬殼體

143‧‧‧連接件

16‧‧‧彈性件

16a‧‧‧彈性件固定端

16b‧‧‧彈性件活動端

M‧‧‧連接點

R‧‧‧樞接點

WP‧‧‧出風口

Claims (15)

1. 一種散熱裝置，適用於一具有一出風口之投影顯示器中，該散熱裝置包含：一柵欄模組，位於該出風口，該柵欄模組包含：複數個導片，各該導片具有一支點；複數個分別對應該些導片設置之轉軸，其中各該轉軸樞接於對應之該導片的該支點；以及一連桿；至少一彈性件，適於施力於各該導片，以提供各該導片以該支點為中心轉動的力量；以及一形狀記憶合金模組，該形狀記憶合金模組於受熱時產生形變而施力於各該導片，使各該導片以該支點為中心沿一第一方向轉動，其中該連桿連結各該導片、該彈性件及該形狀記憶合金模組，該形狀記憶合金模組於常溫下因受力而改變形狀，且該形狀記憶合金模組被加熱後回復受力前的形狀。
2. 如申請專利範圍第1項所述之散熱裝置，其中該形狀記憶合金模組因受熱產生形變而於各該導片上的施力大於該彈性件於各該導片上的施力。
3. 如申請專利範圍第1項所述之散熱裝置，其中該彈性件係包含一彈片。
4. 如申請專利範圍第3項所述之散熱裝置，其中該彈片 之一端固定，其另一端接觸該導片。
5. 如申請專利範圍第1項所述之散熱裝置，其中該彈性件係包含一彈簧。
6. 如申請專利範圍第5項所述之散熱裝置，其中該彈簧之一端固定，其另一端連接該連桿。
7. 如申請專利範圍第1項所述之散熱裝置，其中該形狀記憶合金模組包含一形狀記憶合金元件。
8. 如申請專利範圍第7項所述之散熱裝置，其中該形狀記憶合金元件具有螺旋狀外形。
9. 如申請專利範圍第7項所述之散熱裝置，其中該形狀記憶合金模組更包含一連接件，該連接件之一端連接該形狀記憶合金元件，且其另一端連接該連桿。
10. 如申請專利範圍第7項所述之散熱裝置，其中該記憶合金模組更包含一金屬殼體，該金屬殼體包覆該形狀記憶合金元件，以提供勻熱效果。
11. 如申請專利範圍第1項所述之散熱裝置，其中該至少一導片係為複數，該至少一彈性件為複數且分別對應該些導片設置，該形狀記憶合金模組包含複數個分別對應該些導片設置的形狀記憶合金元件，該導片係藉由對應之該彈性件與該形狀記憶合金元件的施力而以其該支點為中心轉動。
12. 如申請專利範圍第11項所述之散熱裝置，其中該導片更具有一第一受力點及一第二受力點，該彈性件施力於該 第一受力點，且該形狀記憶合金元件施力於該第二受力點。
13. 依申請專利範圍第1項所述之散熱裝置，其中該形狀記憶合金模組之組成材料包含鎳鈦諾。
14. 一種投影顯示器，包含：一燈源，發出一光線；一光機引擎，接收並調變該燈源發出的該光線並投射出一顯示影像；一風扇，引致空氣的強迫對流，以冷卻該燈源；以及一散熱裝置，包含：一柵欄模組，設置於該投影顯示器之一出風口，該柵欄模組包含：複數個導片，各該導片具有一支點；複數個分別對應該些導片設置之轉軸，其中各該轉軸樞接於對應之該導片的該支點；以及一連桿；一彈性件，適於施力於各該導片，以提供各該導片以該支點為中心轉動的力量；及一形狀記憶合金模組，該形狀記憶合金模組於受熱時產生形變而施力於各該導片，使各該導片以該支點為中心沿一第一方向轉動，其中該連桿連結各該導片、該彈性件及該形狀記憶合金模組，該形狀記憶合金模組於常溫下因受力而改變形狀，且該形狀記憶合金模組被加熱後回復受力前的 形狀。
15. 如申請專利範圍第14項所述之投影顯示器，更包含一風道，設置於該出風口與該燈源之間。