专利名称：液晶投影装置的光学引擎的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶投影装置的光学引擎，特别是涉及一种以轻薄短小为设计重点的液晶投影装置的光学引擎。
背景技术：
一般可携式液晶投影装置，为使携带方便，设计趋势无不往体积轻薄短小化的方向进行研发，而随体积缩小化，常伴随产生有待进一步改善与克服的相关问题，如图1及图2所示的以往液晶投影装置1，其大致是将一投射灯11的光源引入一光学引擎2(optical engine)中，经由光学引擎2处理后，由光学引擎2前端的一投影镜头20投射出，其中投射灯11与光学引擎2预定部位都会产生高热，其原因是由于投射灯11为具有强光的聚光灯，会产生高热量，而强光入射于光学引擎2内部一液晶光阀影像合光区27中，也会产生热量，必须将热量散离，如不能有效冷却该组件，轻则导致投影的影像色彩及光均度性能劣化，重则将严重毁损该重要组件，因此在投射灯11后侧与光学引擎2底部各分设有一散热用的第一风扇12与第二风扇21，借由该第一风扇12将投射灯11所产生的热量由前往后抽离，至于该第二风扇21是将冷空气由下往上吹入光学引擎2内部的液晶光阀影像合光区27，而由顶部导出该部份的热量，使光学引擎2内部液晶光阀影像合光区27的温度得以获得冷却，而整体装置运作所需的电源是由一电源供应单元13所供应，该电源供应单元13因需供应电源予投射灯11及系统的电子电路，需就近位于投射灯11前方与光学引擎2旁侧间预留的一空间内，而该电源供应单元13也会产生热量，一般也需借由前述第一风扇12在抽离投射灯11热气的同时，希望有效一并抽离该电源供应单元13所产生的热量，然因位置距离第一风扇12很远，通常散热效率不佳，往往需再加一第三风扇29于电源供应单元13前端，由外吹入冷空气，以确保整体散热效果。
当光学引擎2将投射灯11的光源引入内部后，其传递情形与光学引擎2内部相关构造的运作情形，是先借光学引擎2外壳201后端内部的一滤光器22将投射灯11光线中的紫外线与红外线滤除，只让白色光通过，续经一对间隔设置的积分镜23将白色光均匀化，再经一偏极光转换器24(P/S converter)作转换，使白色光借一镜子25反射并先后经隔设的二分光镜261、262将白色光分离出第一、第二、第三色光(如红、绿、蓝色光)，而该等分离出的各色光续经预设的处理程序后进入液晶光阀影像合光区27中，三色光分别送抵一第一液晶光阀271、一第二液晶光阀272、一第三液晶光阀273，借由该等液晶光阀271、272、273分别将第一、第二、第三色光调变处理后，由出光侧的一合光棱镜274予以合成，最后经由上述设于前端的投影镜头20投射出。上述第一、第二、第三液晶光阀271、272、273在调变第一、第二、第三色光的运作过程，由于强光入射会产生高热，且液晶元件及偏光片等相关组件较为怕热，当温升过高易造成运作不正常而致色彩表现不良、不均匀，甚至导致相关组件损坏，因此需要搭配设置良好的散热设计，前述第二风扇21的设置便是因应此一需求，而为能发挥散热效果，该第二风扇21设置于光学引擎2的位置，便安装在该等液晶光阀271、272、273下方区域进行散热。
由上述图2可见，设计上前述以往光学引擎2内部用以分离及合成各种色光的各光学组件，有一位置较低的光学组件光学轴291，而前端处投影镜头20具有一位置略高的投影光学轴292，也就是说对整体光学引擎2而言，前端的投影镜头20与后端部份相较是设置于略高位置，此处，光学组件光学轴291与前端投影光学轴292存在前述一低一高的偏差状态(off-set)，主要是为了因应投影装置″上投″的需求，此一需求所欲获得的投影效果，大致如图3所示，使用时让投影镜头20的投射光能投射在垂立于其前方的投影幕293面上，而前述光学组件光学轴291与投影光学轴292呈一低一高的偏差设计，主要是使投影镜头20投射所获得的投影区域294的位置，能有较大部分位于投影光学轴292高度上方，此是因应一般投影装置使用时便于供观赏者坐着观看投影幕293。
在了解光学引擎2因应″上投″需求，使其前端投影镜头20的中心轴线较高于后端部份的情形后，再进一步评估光学引擎2后端在底部所装设第二风扇21的设置情形，不难发现该第二风扇21的设置位置，对于整体光学引擎2的薄化程度有负面影响，其原因在于光学引擎2的后端相较于前端的投影镜头20而言，原本便处于较低位置，若再加上该第二风扇21设于底部位置处，将更进一步造成后端处往下凸出的程度加大，且一般风扇厚度不薄，导致整体光学引擎2前、后端的总垂直厚度更为加厚，因而造成整体光学引擎2薄化程度的负面影响，此为以往光学引擎2构造设计上有待改善的地方。
此外，以往光学引擎2借由第二风扇21将冷空气由下往上吹入而由顶部导出内部热气的设计，其进、出风流的方向相同，并须在顶部预留通风口，此一设计容易因使用者有顺手放置文件的习性，而在一时疏忽的情形下将文件放置在光学引擎2顶部的通风口处，造成通风口受阻、导致光学引擎2内部的各液晶光阀271、272、273等相关组件因温升过高而损坏，或导致停机等不便。
发明内容本发明的目的在于提供一种液晶投影装置的光学引擎，使其可更为薄化及提升其散热效果，并在其提升散热效果的同时，更具有当在其上方放置文件时不致阻塞散热通风的效果。
本发明液晶投影装置的光学引擎，其具有一外壳，在外壳后端内部设有一第一液晶光阀、一第二液晶光阀、一第三液晶光阀，分别用以调变可合成白色光的第一色光、第二色光、第三色光，各色光经调变后由一合光棱镜予以合成，而经外壳前端预设的一投影镜头投射出。上述壳体后端与前端所配置的各光学组件与该投影镜头，分别具有位置呈一低一高配置以因应上投需求的一光学组件光学轴与一投影光学轴。其特征在于该外壳在对应第一、第二、第三液晶光阀的顶部处装设有一第二风扇，该第二风扇的吸入风方向与吹出风方向相互垂直，而将位于其下方各液晶光阀因调制通过的强光所产生的热量往上吸出，并经由侧面所预设的一吹出口送出而有效散热，及达到薄化设计的目的。
下面结合附图及实施例对本发明液晶投影装置的光学引擎进行详细说明图1是一种以往光学引擎配置在液晶投影装置内的顶视构造示意图。
图2是图1中该以往光学引擎配置在液晶投影装置内的侧视构造示意图。
图3是图1中该以往液晶投影装置中光学引擎借前、后端的投影光学轴、光学组件光学轴具有高度偏移而产生上投效果的使用示意图。
图4是本发明实施例的液晶投影装置顶视构造示意图。
图5是该实施例的侧视构造示意图。
图6是该实施例中光学引擎的导流板的顶视放大图。
图7是该实施例中光学引擎的导流板的侧面剖视放大图。
具体实施方式
如图4及图5所示，本发明实施例的液晶投影装置包含有一光学引擎3、一提供光源至该光学引擎3的投射灯41、一可对该投射灯41进行散热的第一风扇42，及一可供应整体装置运作所需电源的电源供应单元43。
该投射灯41可提供光源至前述光学引擎3。
该第一风扇42可对上述投射灯41进行散热，而将投射灯41所产生的热气由前往后抽离。
该电源供应单元43位于投射灯41前方与光学引擎3旁侧间预留的一空间内，该电源供应单元43可供应整体液晶投影装置中的光学引擎3、投射灯41、第一风扇42等相关组件所需的电源，可借由前述第一风扇42在抽离投射灯41热气的同时，一并抽离该电源供应单元43所产生的热气。
该光学引擎3，同样先后经其外壳30后端内部所预设的一滤光器31将投射灯41光线中的紫外线与红外线滤除只让白色光通过、一对积分镜32将白色光均匀化、一偏极光转换器33作转换，续借二分光镜341、342，将白色光分离出第一、第二、第三色光(红、绿、蓝色光)，并分别送抵一第一液晶光阀351、一第二液晶光阀352、一第三液晶光阀353作调变处理后，同样可由出光侧一合光棱镜(图未示)予以合成，最后经由外壳30前端的一投影镜头37投射出。此外，外壳30在对应于上述各液晶光阀351、352、353位置的顶、底部，分别装设有一第二风扇38与一导流板39。
上述光学引擎3的壳体30后端与前端部份所配置的各光学组件与该投影镜头37，同样分别具有位置呈一低一高配置的一光学组件光学轴301与一投影光学轴302，以因应整体液晶投影装置″上投″的需求，使得光学引擎3的外壳30后端底部相较于设有投影镜头37的前端底面而言，是处于较低位置。相对地，外壳30后端顶面相较于设有投影镜头37的前端顶面而言，也处于较低位置而成为一下凹状态的凹陷区303，前述第二风扇38便是装设在该凹陷区303上。
而前述第二风扇38与导流板39的设置情形为该第二风扇38属于高压差的鼓风机式的吸入式风扇设计，该第二风扇38吸风的方向是将位于其下方第一液晶光阀351、第二液晶光阀352、第三液晶光阀353及其相关的外围组件如偏光片等因强光所致的热量往上吸出，并经由第二风扇38在侧面所预设的一吹出口381送出，并使该吹出口381朝向前述的电源供应单元43，因此该第二风扇38的吸入风与吹出风的方向相互垂直，不同于以往设计吸入、吹出风方向相同的设计，而详究本实施例中该第二风扇的设置情形，可发现其具有如下的优点1、由于第二风扇38装设在外壳30后端顶面相对前端顶面呈凹陷状的凹陷区303上，使当光学引擎3的外壳30后端顶面在装设上该第二风扇38后，外壳30后端的第二风扇38顶面高度约与前端处的投影镜头37顶面等高，因此本实施例中该第二风扇38的设置情形不但不会增加整体光学引擎3的厚度，且因充份有效使用空间，而能有效达到进一步薄化光学引擎3的效果。相比较可知，以往光学引擎构造中，将第二风扇装设于光学引擎后端底部造成增加整体厚度的设计而言，本发明实施例的设计确实已具体改善以往设计的缺点。
2、该设于光学引擎3顶面的第二风扇38，由于其吹出口381是设在侧边，不同于以往设于顶面的设计，因此投影装置外壳顶面无需设出风口，因此遇有使用者在开机期间顺手将文件放置在投影装置顶面的情形发生时，就本实施例的设计而言，也不致造成光学引擎3内部的第一、第二、第三液晶光阀351、352、353等相关组件的散热受阻而损坏。
3、借由第二风扇38的吹出口381间隔地朝向电源供应单元43，因此不但可加强电源供应单元43的散热效果，甚至可省下前述以往设计中放置在电源供应单元前方的第三风扇。
该导流板39，配合图6及图7所示，其上开设有分别对应于前述第一液晶光阀351、第二液晶光阀352与第三液晶光阀353下方处的三通风口391，每一通风口391除在外侧缘设有一由下往上呈内斜状的导风面392以外，更在导风口391中间连设一导流片393，使导流片393内缘也具有一由下往上呈内斜状的导风面394，使当前述第二风扇38运转由下往上抽吸风以供散热期间，冷风经由导流板39的三通风口391的规制及通风口391中所设导流片393与导风面392、394的导引，迫使冷风流道能流经必要的散热区域，也就是流经第一、第二、第三液晶光阀351、352、353所在位置而获得集中散热的效果，使散热效率更佳。而由于该导流板39设置的作用，是用来提升上述第二风扇38对第一、第二、第三液晶光阀351、352、353的散热效率，因此设置上也非绝对必要。
归纳本发明实施例上述光学引擎3的实施情形可见，光学引擎3借由第二风扇38配置于各液晶光阀351～353顶部并采以上吸侧吹的设计，不只能有效利用光学引擎3顶部空间，而缩减整体光学引擎3的垂直高度，并借第二风扇38的吹出口381以冷却各液晶光阀组件后的高速气流再朝向电源供应单元43吹去，而兼具电源供应单元43散热的效果，得以省下以往设计在电源供应单元前端的第三风扇，且因第二风扇38采侧吹方式，无须在顶部开设通风口，因此当使用者将文件放置在光学引擎3顶面，不致影响散热而造成内部各液晶光阀相关组件过热损坏。
综观上述，本发明的确能提供一种液晶投影装置的光学引擎，使其可更为薄化及提升其散热效果，可省去一风扇，并在其提升散热效果的同时，更具有当在其上方放置文件时不致阻塞散热通风的效果，所以的确非常实用与进步。
权利要求
1.一种液晶投影装置的光学引擎，其具有一外壳，在外壳后端内部具有二分光镜，可将白色光分离出第一色光、第二色光、第三色光分别送抵一第一液晶光阀、一第二液晶光阀、一第三液晶光阀作调变处理后，由出光侧一合光棱镜予以合成，最后经由外壳前端预设的一投影镜头投射出；该壳体后端与前端所配置的各光学组件与该投影镜头，分别具有位置呈一低一高配置以因应上投需求的一光学组件光学轴与一投影光学轴；其特征在于该外壳在对应于上述第一、第二、第三液晶光阀位置的顶部装设有一第二风扇，该第二风扇的吸入风方向与吹出风方向相互垂直，而将位于其下方第一液晶光阀、第二液晶光阀、第三液晶光阀因调制通过的强光而产生的热量往上吸出，并经由侧面所预设的一吹出口送出。
2.如权利要求1所述液晶投影装置的光学引擎，其特征在于该壳体底部在位于第一、第二、第三液晶光阀下方处，装设有一导流板，该导流板上开设有分别对应于前述第一、第二、第三液晶光阀下方处以供通风的三通风口。
3.如权利要求2所述液晶投影装置的光学引擎，其特征在于该导流板的每一通风口除在外侧缘设有一由下往上呈内斜状的导风面以外，更在中间连设一导流片，该等导流片内缘都具有一由下往上呈内斜状的导风面，该等通风口的导风面与该等导流片的导风面是分别导引冷风流道集中流经第一、第二、第三液晶光阀所在位置。
4.一种液晶投影装置，其包含有一光学引擎、一投射灯、一第一风扇，及一电源供应单元；该光学引擎，其具有一外壳，在外壳后端内部具有二分光镜，可将白色光分离出第一色光、第二色光、第三色光分别送抵一第一液晶光阀、一第二液晶光阀、一第三液晶光阀作调变处理后，由出光侧一合光棱镜予以合成，最后经由外壳前端预设的一投影镜头投射出；该壳体后端与前端所配置的各光学元件与该投影镜头，分别具有位置呈一低一高配置以因应上投需求的一光学组件光学轴与一投影光学轴；该投射灯，位在该光学引擎的外壳后端旁，并将光源送入该外壳后端内部；其特征在于该光学引擎的外壳在对应于该第一、第二、第三液晶光阀位置的顶部装设有一第二风扇，该第二风扇的吸入风方向与吹出风方向相互垂直，而将位于其下方第一液晶光阀、第二液晶光阀、第三液晶光阀因调制通过的强光而产生的热量往上吸出，并经由侧面所预设的一吹出口送出；该第一风扇，位在该投射灯后侧，将该投射灯所产生的热气由前往后抽离；该电源供应单元，位于该投射灯前方与光学引擎旁侧间预留的一空间内，并间隔地位在该第二风扇的吹出口外部，该电源供应单元可供应整体液晶投影装置中的光学引擎、投射灯、第一风扇所需的电源，可借由前述第一风扇在抽离投射灯热气的同时，一并抽离该电源供应单元所产生的热气。
全文摘要
一种液晶投影装置的光学引擎，其具有一外壳，在外壳后端内部分设有第一、第二、第三液晶光阀，分别用以调变可合成白色光的第一、第二、第三色光，各色光经调变后由一合光棱镜予以合成，而经外壳前端预设的一投影镜头投射出。上述壳体后端与前端所配置的各光学组件与该投影镜头，分别具有位置呈一低一高配置以因应上投需求的一光学组件光学轴与一投影光学轴。其特征在于该外壳在对应第一、第二、第三液晶光阀的顶部处装设有一第二风扇，该第二风扇的吸入风方向与吹出风方向相互垂直，而将位于其下方各液晶光阀所产生的热量往上吸出，并经由侧面所预设的一吹出口送出。
文档编号G03B21/14GK1410797SQ0113546
公开日2003年4月16日 申请日期2001年10月9日 优先权日2001年10月9日
发明者刁国栋, 王正 申请人:大亿科技股份有限公司