TWI443440B - 散熱總成及具該散熱總成之投影裝置 - Google Patents

Description

散熱總成及具該散熱總成之投影裝置

本發明係關於一種散熱總成，特別是一種應用於投影裝置之散熱總成。

隨著時代進步，人們對視覺享受的要求也相對提高，投影裝置需要呈現出更銳利及鮮艷的色彩以達到消費者的需求，因此投影機的投影亮度需求越來越高，但隨著亮度增加，便會造成投影機中負責傳遞光線的光學元件溫度的提高。

詳細而言，由於在光束傳遞過程中，光學元件累積傳導時殘留的能量而產生熱量，進而使整體投影機升溫，若溫度太高便會影響光線傳導效果及光學元件的使用壽命，因此需藉由散熱元件加以降溫，而散熱便成為投影機發展上所需克服的重要問題。

習知的散熱方法係於投影機殼體上開設一孔洞，並於孔洞上裝置一風扇。當風扇運轉時便產生冷卻氣流，使投影機系統內的光學元件可以直接接觸外界大量的空氣，俾以冷卻。然而，於此架構下，直接與外界空氣接觸之外露光學元件，便容易受空氣中的灰塵所污染，使得光學元件在傳遞光線時的效率低落，進而降低投影亮度，甚至造成光學元件受損。

有鑑於此，提供一種可有效避免外界空氣污染的散熱總成，使投影機在提高亮度的同時，兼顧散熱以及預防污染等問題，進而提供消費者高亮度的視覺享受，同時延長投影機裝置中光學元件的穩定度及使用壽命，乃為此一業界亟待解決的問題。

本發明之目的在於提供一種可有效避免外界空氣污染的散熱總成，使投影機在提高亮度的同時，兼顧散熱以及防止光學元件受污染等需求。

為達上述目的，本發明係提供一種設置於一投影裝置之散熱總成。投影裝置包含一光源、複數光學元件以及前述散熱總成。光源適以產生一光束，光學元件用以傳遞此光束，散熱總成則用以散逸光學元件之熱量。

散熱總成包含一殼體、一散熱元件、一第一風扇以及一控溫單元。殼體適以容置投影裝置中之至少一光學元件；散熱元件設置於殼體之至少ㄧ表面上；第一風扇設置於該殼體之外；控溫單元係與第一風扇電性連接，且控溫單元包含一溫度感測器以感測溫度感測器周圍之一溫度。

當投影機工作時，光學元件會因傳遞光線而發熱，此熱量藉由熱對流或熱傳導的方式傳至散熱元件，再由散熱元件將熱量散逸出至外界，而此時控溫單元亦會感測周圍溫度，並因應感測所得之溫度，控制風扇對應產生冷卻氣流，加快散熱元件與外界的熱交換，進而降低溫度。

為讓上述目的、技術特徵和優點能更明顯易懂，下文係以較佳實施例配合所附圖式進行詳細說明。

以下將透過實施方式來解釋本發明內容，本發明係關於一種散熱總成以及包含此散熱總成之投影裝置。需說明者，在下述的實施例以及附圖中，關於實施方式之說明僅為闡釋本發明之目的，而非用以直接限制本發明，同時，以下實施例及圖式中，與本發明非直接相關之元件均已省略而未繪示；且圖式中各元件間之尺寸關係僅為求容易瞭解，非用以限制實際比例。

本發明之第一實施例係為一投影裝置，其示意圖係如第1圖所示。投影裝置1包含一外殼11、一光源13、一光學元件組15以及一散熱總成。外殼11用以容置並保護投影裝置1內部之組成元件，於本實施例亦即為容置並保護內部的光源13及光學元件組15。光源13適以產生一光束；光學元件組15具有複數光學元件，用以傳遞光束，並將光束成像後投影出。

如第1圖所示，散熱總成包含一殼體21、一散熱元件、一第一風扇25以及一控溫單元27。殼體21適以將光學元件組15密閉地容置於其中，以保護光學元件組15之所有光學元件不受外界汙染。於本實施例中，殼體21較佳地係為一體成型，且光源13較佳地係設置於外殼11及殼體21之間。此外，於實際應用時，殼體鎖合處可設置泡棉墊，藉以增加殼體的密閉性，防止灰塵進入殼體內。

散熱元件包含四第一散熱片23a以及四第二散熱片23b。第一散熱片23a分散設置於殼體21之四周外表面；第二散熱片23b則分散設置於殼體21之四周內表面，且第二散熱片23b係與第一散熱片23a相應設置。第二散熱片23b會將自光學元件組15產生的熱量傳遞至第一散熱片23a，再由第一散熱片23a將熱量排出。於本實施例中，如第1圖所示，該等散熱片23a、23b與殼體21係為一體成型，藉以使熱量傳導更為順暢，但本發明並不以上述為限。較佳地，本發明之殼體材質為一金屬，而第一散熱片及第二散熱片係為鋁或銅。

第一風扇25係設置於殼體21之外，更詳細而言，本實施例之第一風扇25係設置於外殼11內側邊緣。當第一風扇25運轉時，可加強外殼11內部之空氣流動（如圖中含箭頭之虛線所示），進而提高散熱的效率。本發明之第一風扇25之數量及位置並不限於本實施例所述，熟知本領域技術者可視散熱需要而行增減修改。

控溫單元27包含一溫度感測器(圖未示出)，其設置於殼體21之內表面且與第一風扇25呈電性連接。控溫單元27可因應溫度感測器所感測之周圍溫度，並產生一訊號以控制第一風扇25轉動以產生一氣流，或進一步調節第一風扇25之轉速以改變氣流強度。藉由第一風扇25所產生之氣流，殼體21內因傳遞光束而累積於光學元件組15之熱量，便可透過散熱元件散逸至殼體21外。

請參考第2圖，其係本發明第二實施例之投影裝置2示意圖。本實施例之投影裝置2大致與第一實施例之投影裝置1相同，而兩者最主要的差別在於，第二實施例之散熱總成之第一風扇25係靠近於殼體21之外表面設置，是故可加強殼體21之壁面及第一散熱片23a之散熱效果。於其他實施態樣中，熟知此領域技術者亦可結合第一實施例及第二實施例之第一風扇設置概念，同時於外殼11及殼體21表面各別設置第一風扇，如此更能提升投影裝置之整體散熱效率。

本發明第三實施例之投影裝置3係如第3圖所示，本實施例的投影裝置3亦與第一實施例的投影裝置1相類似，然而與投影裝置1相較下，投影裝置3更包含一第二風扇35。第二風扇35設置於殼體21內，加速均勻混合殼體21內空氣溫度，降低光學元件熱點溫度並加強第二散熱片23b之散熱效果。同樣地，本發明其他態樣中可應用之第二風扇數量不限，可視散熱需要增減；另外，第一風扇與第二風扇亦可不限數量地同時應用於同一投影裝置中。

較佳地，視散熱情況需要，散熱總成亦可包含複數個控溫單元，且可與複數個風扇個別地或全部地呈電性連結，其中該等風扇可包含第一風扇25與第二風扇35。

本發明投影裝置之第四實施例係如第4圖所示，本實施例之投影裝置4亦相近於第一實施例之投影裝置1，兩者差異在於第四實施例之散熱總成共包含二控溫單元47a、47b，分別設置於殼體21之內表面及外表面。同樣地，控溫單元47a、47b亦與第一風扇25電性連接，且分別包含一溫度感測器，藉此感測殼體21內及殼體21外的溫度，並因應感測所得之周圍溫度產生訊號，用以控制第一風扇25對應產生冷卻氣流。於其他實施態樣之投影裝置中，亦可視散熱情況需要，改變散熱總成所包含之控溫單元數目，且可與數個風扇個別地或全部地呈電性連結，前述風扇之數量位置亦不限。

參考第5圖，其係本發明投影裝置之第五實施例示意圖。本實施例之散熱總成除同樣具有殼體21、散熱元件、第一風扇25以及控溫單元27之外，更包含一熱導管（heat pipe）51、一第三散熱片53及一第三風扇55；此外，散熱總成之散熱元件包含三片第一散熱片53a以及四片第二散熱片53b。

其中，熱導管51具有一貼附端51a及一遠離端51b，貼附端51a係緊貼設置於殼體21之ㄧ外表面，而遠離端51b未貼附於殼體21而是以遠離殼體21的方向延伸；第三散熱片53設置於遠離端51b上，第三風扇55產生的冷卻氣流向第三散熱片53吹拂而帶走熱量。藉此，便可有效減少殼體21周圍的熱量，經由貼附於殼體21的熱導管51有效地吸收殼體21上的熱量，並將熱量引導至離殼體21較遠處，由第三散熱片53進行散熱，並透過第三風扇55產生的氣流冷卻。

請參考第6圖及第7圖，本發明之散熱總成亦可特別針對光學元件組中之至少一個光學元件設計。如第6圖所示之本發明第六實施例，此實施例之投影裝置6包含外殼11、光源13、光學元件組65以及散熱總成；且散熱總成具有殼體21、散熱元件、第一風扇25以及控溫單元27。

其中，本實施例之光學元件組65包含一光學元件651，且此光學元件651係緊靠於殼體21之一內表面設置，並與殼體21實質上共同界定一封閉空間；而散熱元件包含四片第一散熱片63a以及三片第二散熱片63b。其中一片第一散熱片63a相應於光學元件651設置，藉以針對光學元件651散熱。於此實施例中，光學元件651可為反射鏡或透鏡，但不以上述舉例之光學元件為限。

此外，如第7圖所示，其係為本發明第七實施例之投影裝置7示意圖。與第六實施例相似地，投影裝置7之散熱總成具有殼體21、散熱元件、第一風扇25、二控溫單元77a、77b以及一驅動部件713；其中，殼體21上具有具有一周緣(圖未示出)以定義一貫穿孔210，而散熱元件包含四片第一散熱片73a以及三片第二散熱片73b。

於本實施例中，投影裝置7之光學元件係為一色輪71，其包含一控制板(index board)。色輪71對應於貫穿孔210而緊靠殼體21之內表面設置，且驅動部件713係透過貫穿孔210而與感測板711連接。控溫元件77a同樣裝設於殼體21之內表面，而控溫元件77b則設置於感測板711之一非作用面，藉此感測殼體21內部及感測板711周圍的溫度，並產生控制訊號以調整第一風扇25之轉速或開啟關閉，進而提升散熱效率以及減低能量損耗。較佳地，可於驅動部件713與貫穿孔210之周緣間夾置一密封件(如泡棉)，以增加殼體21之密封性。

綜上所述，相較於習知投影裝置所採用之散熱設計，本發明之散熱總成提供在密封空間中有效散熱的解決方案，並能保護內部的光學元件不受灰塵及外界空氣所污染，延長投影裝置的使用壽命。

上述之實施例僅用來例舉本發明之實施態樣，以及闡釋本創作之技術特徵，並非用來限制本發明之保護範疇。任何熟悉此技術者可輕易完成之改變或均等性之安排均屬於本發明所主張之範圍，本創作之權利保護範圍應以申請專利範圍為準。

1．．．投影裝置

11．．．外殼

13．．．光源

15．．．光學元件組

2．．．投影裝置

21．．．殼體

210．．．貫穿孔

23a．．．第一散熱片

23b．．．第二散熱片

25．．．第一風扇

27．．．控溫單元

3．．．投影裝置

35．．．第二風扇

4．．．投影裝置

47a‧‧‧控溫單元

47b‧‧‧控溫單元

5‧‧‧投影裝置

51‧‧‧熱導管

51a‧‧‧貼附端

51b‧‧‧遠離端

53‧‧‧第三散熱片

53a‧‧‧第一散熱片

53b‧‧‧第二散熱片

55‧‧‧第三風扇

6‧‧‧投影裝置

63a‧‧‧第一散熱片

63b‧‧‧第二散熱片

65‧‧‧光學元件組

651‧‧‧光學元件

7‧‧‧投影裝置

71‧‧‧色輪

711‧‧‧控制板

73a‧‧‧第一散熱片

73b‧‧‧第二散熱片

77a‧‧‧控溫單元

77b‧‧‧控溫單元

713‧‧‧驅動部

第1圖係為本發明第一實施例之投影裝置示意圖；

第2圖係為本發明第二實施例之投影裝置示意圖；

第3圖係為本發明第三實施例之投影裝置示意圖：

第4圖係為本發明第四實施例之投影裝置示意圖；

第5圖係為本發明第五實施例之投影裝置示意圖；

第6圖係為本發明第六實施例之投影裝置示意圖；以及

第7圖係為本發明第七實施例之投影裝置示意圖。

5．．．投影裝置

11．．．外殼

13．．．光源

15．．．光學元件組

21．．．殼體

25．．．第一風扇

51．．．熱導管

51a．．．貼附端

51b．．．遠離端

53a．．．第一散熱片

53b．．．第二散熱片

55．．．第三風扇

Claims (34)

1. 一種設置於一投影裝置中之散熱總成，該投影裝置包含一光源及複數光學元件，該光源適以產生一光束，該等光學元件用以傳遞該光束，該散熱總成包含：一殼體，適以界定一封閉空間，並容置該等光學元件至少其中之一；一散熱元件，設置於該殼體之一表面；一第一風扇，設置於該殼體之外；以及一控溫單元，與該第一風扇電性連接，該控溫單元包含一溫度感測器以感測該溫度感測器周圍之一溫度，該控溫單元因應該溫度，使該第一風扇對應產生一氣流；其中，藉由該第一風扇所產生之該氣流，該殼體內因傳遞該光束而累積於該至少一光學元件之熱量，適以透過該散熱元件，散逸至該殼體外。
2. 如請求項1所述之散熱總成，其中該散熱元件包含一第一散熱片，且該表面包含該殼體之一外表面，該第一散熱片係設置於該外表面。
3. 如請求項2所述之散熱總成，其中該散熱元件包含一第二散熱片，且該表面包含該殼體之一內表面，該第二散熱片相對於該第一散熱片，設置於該內表面。
4. 如請求項3所述之散熱總成，更包含一熱導管(heat pipe)，設置於該外表面，且具有一遠離端。
5. 如請求項4所述之散熱總成，更包含一第三散熱片，設置於該遠離端。
6. 如請求項5所述之散熱總成，更包含一第二風扇，設置於該殼體內。
7. 如請求項1所述之散熱總成，其中該殼體之該表面包含一內表面，該等光學元件至少其中之一係緊靠於該內表面。
8. 如請求項7所述之散熱總成，其中該殼體包含一周緣以定義一貫穿孔，該等光學元件至少其中之一係對應於該貫穿孔而緊靠於該內表面。
9. 如請求項7所述之散熱總成，其中該殼體與對應於該貫穿孔而緊靠於該內表面之該等光學元件至少其中之一係實質上界定該封閉空間。
10. 如請求項9所述之散熱總成，其中對應於該貫穿孔而緊靠於該內表面之該等光學元件至少其中之一係包含一色輪，且該投影裝置更包含一驅動部件，透過該貫穿孔與該色輪連接。
11. 如請求項10所述之散熱總成，更包含一密封件，夾設於該驅動部件與該周緣之間。
12. 如請求項11所述之散熱總成，其中該密封件之一材質係為泡棉。
13. 如請求項10所述之散熱總成，其中該色輪更包含一控制板(index board)，該溫度感測器係設置於該控制板。
14. 如請求項1所述之散熱總成，其中該溫度感測器係設置於該殼體之該外表面。
15. 如請求項1所述之散熱總成，其中該溫度感測器係設置於該殼體之該內表面。
16. 如請求項1所述之散熱總成，其中該殼體之一材質係為金屬。
17. 如請求項16所述之散熱總成，其中該殼體與該散熱元件係一體成型。
18. 一種投影裝置，包含：一光源，適以產生一光束；複數光學元件，用以傳遞該光束；一散熱總成，包含：一殼體，適以界定一封閉空間，並容置該等光學元件至少其中之一；一散熱元件，設置於該殼體之一表面；一第一風扇，設置於該殼體之外；以及一控溫單元，與該第一風扇電性連接，該控溫單元包含一溫度感測器以感測該溫度感測器周圍之一溫度，該控溫單元因應該溫度，使該第一風扇對應產生一氣流；其中，藉由該第一風扇所產生之該氣流，該殼體內因傳遞該光束而累積於該至少一光學元件之熱量，適以透過該散熱元件，散逸至該殼體外。
19. 如請求項18所述之投影裝置，其中該散熱元件包含一第一散熱片，且該表面包含該殼體之一外表面，該第一散熱片係設置於該外表面。
20. 如請求項19所述之投影裝置，其中該散熱元件包含一第二散熱片，且該表面包含該殼體之一內表面，該第二散熱片相對於該第一散熱片，設置於該內表面。
21. 如請求項20所述之投影裝置，其中該散熱總成更包含一熱導管(heat pipe)，設置於該外表面，且具有一遠離端。
22. 如請求項21所述之投影裝置，其中該散熱總成更包含一第三散熱片，設置於該遠離端。
23. 如請求項22所述之投影裝置，其中該散熱總成更包含一第二風扇，設置於該殼體內。
24. 如請求項18所述之投影裝置，其中該殼體之該表面包含一內表面，該等光學元件至少其中之一係緊靠於該內表面。
25. 如請求項24所述之投影裝置，其中該殼體包含一周緣以定義一貫穿孔，該等光學元件至少其中之一係對應於該貫穿孔而緊靠於該內表面。
26. 如請求項25所述之投影裝置，其中該殼體與對應於該貫穿孔而緊靠於該內表面之該等光學元件至少其中之一係實質上界定該封閉空間。
27. 如請求項26所述之投影裝置，其中對應於該貫穿孔而緊靠於該內表面之該等光學元件至少其中之一係包含一色輪，且該投影裝置更包含一驅動部件，透過該貫穿孔與該色輪連接。
28. 如請求項27所述之投影裝置，其中該散熱總成更包含一密封件，夾設於該驅動部件與該周緣之間。
29. 如請求項28所述之投影裝置，其中該密封件之一材質係為泡棉。
30. 如請求項27所述之投影裝置，其中該色輪更包含一控制板(index board)，該溫度感測器係設置於該控制板。
31. 如請求項18所述之投影裝置，其中該溫度感測器係設置於該殼體之該外表面。
32. 如請求項18所述之投影裝置，其中該溫度感測器係設置於該 殼體之該內表面。
33. 如請求項18所述之投影裝置，其中該殼體之一材質係為金屬。
34. 如請求項33所述之投影裝置，其中該殼體與該散熱元件係一體成型。