TWI665507B

TWI665507B - 具散熱結構之數位微鏡裝置

Info

Publication number: TWI665507B
Application number: TW106123593A
Authority: TW
Inventors: 張盟勝; 王暉雄
Original assignee: 台達電子工業股份有限公司
Priority date: 2017-07-14
Filing date: 2017-07-14
Publication date: 2019-07-11
Also published as: TW201908858A

Abstract

本發明係為一種具散熱結構之數位微鏡裝置，數位微鏡單元設置在電路板的一側面並具有受光面，數位微鏡裝置遮罩框罩在受光面的外側周緣上，隔熱元件設置在數位微鏡單元的外側周緣及數位微鏡裝置遮罩之間，數位微鏡單元透過隔熱元件而不致接觸數位微鏡裝置遮罩，致冷晶片設置在電路板的另一側面並熱導接數位微鏡單元，導熱體接觸致冷晶片的致熱面；據此，隔熱元件可阻隔溫度傳導至數位微鏡單元，使致冷晶片及導熱體可對數位微鏡單元進行散熱而符合安規標準，避免降低數位微鏡單元的使用壽命。

Description

具散熱結構之數位微鏡裝置

本發明係有關於散熱結構，尤指一種具散熱結構之數位微鏡裝置。

在光學科技及投影顯示技術的發展下，高解析度的數位光源投影系統(DLP)已是視覺影像上之不可或缺的產品，其中數位微鏡裝置(Digital Micro-mirror Device,DMD)之數位微鏡單元為數位光源投影系統之最主要顯示單元。

數位光源投影系統(DLP)進行投影運作時，由於光聚集於數位微鏡裝置(DMD)上，導致其產生大量的熱，故如何對DMD進行有效的散熱措施，以維DMD良好的穩定性，即為現今所面對的重要課題。再者，數位微鏡裝置遮罩(DMD Mask)的設置係位於DMD與系統機構之間(DMD前側，受光表面)，其特殊的黑色塗層可減少雜散光入射DMD時所造成的成像漏光。此外，DMDMask在DMD的散熱上，亦可以用於幫助降溫。

然而，在高亮度的要求下，當在DMD後側設置散熱結構對DMD進行散熱降溫時，DMD後方溫度降低而符合溫度規格，惟DMD前方及DMDMask的溫度反而較高。此時，DMD Mask的設置反而對DMD的散熱有不利的影響，造成DMD前後溫差超過安規標準(受光表面及背光表面之溫度差應控制於一特定數值內)，導致DMD的使用壽命降低。

有鑑於此，本發明人遂針對上述現有技術，特潛心研究並配合學理的運用，盡力解決上述之問題點，即成為本發明人改良之目標。

本發明之一目的，在於提供一種具散熱結構之數位微鏡裝置，以對數位微鏡單元進行散熱並符合安規標準，避免降低數位微鏡單元的使用壽命。

為了達成上述之目的，本發明係為一種具散熱結構之數位微鏡裝置，包括電路板、數位微鏡單元、數位微鏡裝置遮罩、隔熱元件、致冷晶片及導熱體。數位微鏡單元設置在電路板的一側面並具有受光面；數位微鏡裝置遮罩框罩在受光面的外側周緣上；隔熱元件設置在數位微鏡單元的外側周緣及數位微鏡裝置遮罩之間，數位微鏡單元透過隔熱元件而不致接觸數位微鏡裝置遮罩；致冷晶片設置在電路板的另一側面並熱導接數位微鏡單元，導熱體接觸致冷晶片的致熱面；據此，隔熱元件可阻隔溫度傳導至數位微鏡單元，使致冷晶片及導熱體可對數位微鏡單元進行散熱而符合安規標準，避免降低數位微鏡單元的使用壽命。

相較於習知，本發明之具散熱結構之數位微鏡裝置係將隔熱元件設置在數位微鏡單元及數位微鏡裝置遮罩之間，使數位微鏡單元及數位微鏡裝置遮罩之間形成熱阻隔，使數位微鏡裝置遮罩受到光照後的高溫可不致直接傳導至數位微鏡單元，進而影響數位微鏡單元在受光面側的溫度；藉此，當致冷晶片及導熱體對數位微鏡單元進行散熱時，數位微鏡單元在受光面及背光面的溫度差可符合安規標準，以避免降低數位微鏡單元的使用壽命。

1‧‧‧具散熱結構之數位微鏡裝置

10‧‧‧電路板

100‧‧‧開口

20‧‧‧數位微鏡單元

21‧‧‧受光面

211‧‧‧外側周緣

22‧‧‧背光面

30‧‧‧數位微鏡裝置遮罩

31‧‧‧突耳

40‧‧‧隔熱元件

50‧‧‧致冷晶片

51‧‧‧致冷面

52‧‧‧致熱面

60‧‧‧導熱體

70‧‧‧光機支架

71‧‧‧定位孔

80‧‧‧安裝座

81‧‧‧突柱

90‧‧‧導熱元件

91‧‧‧導熱板

92‧‧‧導熱塊

95‧‧‧支撐組件

圖1係本發明之具散熱結構之數位微鏡裝置的立體外觀示意圖。

圖2係本發明之數位微鏡裝置與光機支架的立體分解示意圖。

圖3係本發明之數位微鏡裝置與散熱結構的立體分解示意圖。

圖4係本發明之具散熱結構之數位微鏡裝置的上視圖。

圖5係圖4中沿5-5線的剖視圖。

圖6係圖5的部分放大示意圖。

有關本發明之詳細說明及技術內容，配合圖式說明如下，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

請參照圖1至圖3，係分別為本發明之具散熱結構之數位微鏡裝置的立體外觀示意圖、數位微鏡裝置與光機支架的立體分解示意圖及數位微鏡裝置與散熱結構的立體分解示意圖。本發明之具散熱結構之數位微鏡裝置1係包括一電路板10、一數位微鏡單元20、一數位微鏡裝置遮罩30、一隔熱元件40、一致冷晶片50及一導熱體60。該電路板10的一側設置有該數位微鏡單元20、該數位微鏡裝置遮罩30及該隔熱元件40；又，該電路板10的另一側設置有該致冷晶片50及該導熱體60。當該致冷晶片50及該導熱體60對該數位微鏡單元20進行散熱時，該數位微鏡單元20可透過該隔熱元件40的設置而避免將熱傳導至該數位微鏡裝置遮罩30，藉此達到對該數位微鏡單元20進行散熱並符合安規標準的要求，以避免降低該數位微鏡單元20的使用壽命。

該電路板10係電性連接該數位微鏡單元20，並對該數位微鏡單元20作訊號控制。於本實施例中，該電路板10係具有一開口100，該數位微鏡單元20係設置在該開口100上。

該數位微鏡單元20對應該電路板10的開口100而設置在該電路板100的一側面。該數位微鏡單元20具有一受光面21及相對於該受光面21的一背光面22。該受光面21係位於該數位微鏡單元20遠離該電路板10的一側面；該背光面22係位於該數位微鏡單元20朝向該電路板10的一側面。又，該數位微鏡單元20的內部結構及功能係屬習知且非本案之申請重點，故於此不再贅述。

該數位微鏡裝置遮罩(DMD Mask)30係框罩在該數位微鏡單元20之受光面21的一外側周緣211上。此外，該數位微鏡裝置遮罩30的表面具有特殊的黑色塗層，其可減少雜散光入射該數位微鏡單元20時所造成的成像漏光。

再者，該隔熱元件40設置在該數位微鏡單元20的外側周緣211及該數位微鏡裝置遮罩30之間；又，該數位微鏡單元20透過該隔熱元件40的設置而不致接觸該數位微鏡裝置遮罩30。較佳地，該隔熱元件40係由隔熱材質所構成，如隔熱泡棉等。在本實施例中，該隔熱元件40可在該數位微鏡單元20及該數位微鏡裝置遮罩30之間形成熱阻隔。據此，該數位微鏡裝置遮罩30受到光照後的高溫可不致直接傳導至該數位微鏡單元20，進而影響該數位微鏡單元20在受光面21側的溫度。

更詳細地說，如圖2所示，該數位微鏡單元20為一矩形體；又，該數位微鏡裝置遮罩30為一矩形框體；此外，該隔熱元件40對應該數位微鏡裝置遮罩30設置呈一矩形框體。

該致冷晶片50係為業界熟知之熱電冷卻晶片，其於通電後可在上、下表面產生冷熱溫差。於本實施例的一實施例中，該致冷晶片50係設置在該電路板10的另一側面。該致冷晶片50具有相對的一致冷面51及一致熱面52，該致冷面51係熱導接該數位微鏡單元20。又，該導熱體60則是接觸該致冷晶片50的致熱面52。於本實施例中，該導熱體60係為一水冷頭，實際實施時不以此為限制，該導熱體60亦可設置為一散熱鰭片組。

於本實施例中，本發明之具散熱結構之數位微鏡裝置1更包括一光機支架70、一安裝座80、一導熱元件90及一支撐組件95。該光機支架70位在該數位微鏡裝置遮罩30之一外側，以供該電路板10及該數位微鏡裝置遮罩30固定。此外，該安裝座80係設置在該電路板10及該光機支架70之間，並承載有該數位微鏡單元20。該數位微鏡單元20透過該安裝座80而設置在該電路板10上。

該導熱元件90設置在該電路板10及該致冷晶片50之間，該致冷晶片50透過該導熱元件90而熱導接該數位微鏡單元20。具體而言，該導熱元件90包括一導熱板91及位在該導熱板91上的一導熱塊92。該導熱塊92係穿置該電路板10的開口100而貼合該數位微鏡單元20的一側面。再者，該支撐組件95係設置在該導熱元件90及該電路板10之間。

如圖3所示，於本實施例中，該安裝座80具有複數突柱81，另外，該光機支架70係對應具有複數定位孔71。據此，該安裝座80透過該些突柱81定位在該些定位孔71中而結合在該光機支架70上。

值得注意的是，於本實施例中，該數位微鏡裝置遮罩30具有複數突耳31；又，該安裝座80的突柱81穿接該數位微鏡裝置遮罩30的突耳31，該數位微鏡裝置遮罩30即透過該安裝座80而固定在該光機支架70上。較佳地，該些突柱81、該些定位孔71及該些突耳31係分別呈對角設置。

請參照圖4至圖6，係分別為本發明之具散熱結構之數位微鏡裝置的上視圖、剖視圖及部分放大剖視圖。從圖5可看出，該導熱元件90的導熱塊92穿置該電路板10的開口100而貼合該數位微鏡單元20的一側面。又，該數位微鏡單元20及該導熱板91之間還設至有該支撐組件95，該支撐組件95的設置可對該電路板10的一側提供支撐力。據此，該導熱元件90平穩地貼合該數位微鏡單元20，以使該數位微鏡單元20的熱可透過該導熱元件90而傳導至該致冷晶片50。

請再參照圖6，該隔熱元件40的設置係在該數位微鏡單元20及該數位微鏡裝置遮罩30之間形成熱阻隔，以使該數位微鏡裝置遮罩30的溫度不會傳導至該數位微鏡單元20，進而影響該數位微鏡單元20在受光面21側的溫度。藉此，當該致冷晶片50及該導熱體60自該數位微鏡單元20進行散熱降溫時，該數位微鏡單元20的背光面22溫度會降低至符合溫度規格。另一方面，該隔熱元件40可阻隔該數位微鏡裝置遮罩30的溫度(高於該數位微鏡單元20的溫度)傳導至該數位微鏡單元20的受光面21。藉此，該數位微鏡單元20的受光面21及背光面22之間的溫度差可保持在安全規範的特定數值內，以避免降低數位微鏡單元20的使用壽命。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，非用以定本發明之專利範圍，其他運用本發明之專利精神之等效變化，均應俱屬本發明之專利範圍。

Claims

一種具散熱結構之數位微鏡裝置，包括：一電路板，具有一開口；一數位微鏡單元，對應該開口而設置在該電路板的一側，該數位微鏡單元具有遠離該電路板的一受光面；一數位微鏡裝置遮罩，框罩在該受光面的一外側周緣上；一隔熱元件，設置在該數位微鏡單元的外側周緣及該數位微鏡裝置遮罩之間，該數位微鏡單元透過該隔熱元件而不致接觸該數位微鏡裝置遮罩；一致冷晶片，設置在該電路板的另一側面，該致冷晶片具有相對的一致冷面及一致熱面，該致冷面係熱導接該數位微鏡單元；以及一導熱體，接觸該致冷晶片的致熱面。
如請求項1所述之具散熱結構之數位微鏡裝置，其更包括位在該數位微鏡裝置遮罩之一外側的一光機支架，該電路板及該數位微鏡裝置遮罩係固定在該光機支架上。
如請求項2所述之具散熱結構之數位微鏡裝置，其更包括承載有該數位微鏡單元的一安裝座，該安裝座係設置在該電路板及該光機支架之間。
如請求項3所述之具散熱結構之數位微鏡裝置，其中該安裝座具有複數突柱，該光機支架係對應具有複數定位孔，該安裝座透過該些突柱定位在該些定位孔中而結合在該光機支架上。
如請求項4所述之具散熱結構之數位微鏡裝置，其中該數位微鏡裝置遮罩具有複數突耳，該數位微鏡裝置遮罩透過該些突柱穿接有該些突耳而固定在該光機支架上。
如請求項5所述之具散熱結構之數位微鏡裝置，其中該些突柱、該些定位孔及該些突耳係分別呈對角設置。
如請求項1所述之具散熱結構之數位微鏡裝置，其中該數位微鏡單元為一矩形體，該數位微鏡裝置遮罩為一矩形框體，該隔熱元件對應該數位微鏡裝置遮罩設置呈一矩形框體。
如請求項1所述之具散熱結構之數位微鏡裝置，其更包括設置在該電路板及該致冷晶片之間的一導熱元件，該致冷晶片透過該導熱元件而熱導接該數位微鏡單元。
如請求項8所述之具散熱結構之數位微鏡裝置，其中該導熱元件包括一導熱板及位在該導熱板上的一導熱塊，該導熱塊係穿置該電路板的開口而貼合該數位微鏡單元的一側面。
如請求項9所述之具散熱結構之數位微鏡裝置，其更包括一支撐組件，該支撐組件係設置在該導熱元件及該電路板之間。
如請求項1所述之具散熱結構之數位微鏡裝置，其中該隔熱元件為一隔熱泡棉。
如請求項1所述之具散熱結構之數位微鏡裝置，其中該導熱體為一水冷頭或散熱鰭片組。