投影装置及散热方法

专利名称：投影装置及散热方法
技术领域：
本发明涉及一种冲殳影装置及散热方法，且特别涉及一种分离散 热元件与光学元件的投影装置及散热方法。
背景技术：
投影机的使用主要是将图像放大，并投影到屏幕上。投影机主 要构成元件为投影镜头和灯泡等，灯泡发射的光线经由投影镜头将 图像投射到屏幕上。使用投影机时，灯泡必须持续地发光，且其发 光强度必须足以将放大的图像投射到屏幕上。在灯泡持续的发光状 态下，其热度会一直增加。因此投影机内部的温度会不断上升。投 影机的温度过高时，其内部的元件非常容易损坏，因此投影机的散
热i殳计非常重要。
传统上投影机的散热设计是在投影机内设置散热装置，该散热 装置为散热风扇，并在投影机的机壳上设计入风口和出风口。通过 散热风扇的运行，由入风口导入常温下的气体进入^:影机中，以冷 却投影机中的元件，再由出风口将热气导出，形成有效的气体散热 循环，使投影机能保持在不过热的状态下正常运行。由于散热风扇 运转时会产生大量噪音，以及出风口会产生热气，使得使用者在投 影才几运转时会被噪音影响，以及被热风吹拂时产生不愉快的感觉。 此夕卜，投影机上为散热所设计的入风口和出风口 ，虽然可以解决投 影机内部热源散热的问题，但也易使外界的灰尘进入投影机内部， 对内部元件产生影响。

发明内容
本发明涉及一种投影装置及散热方法，通过连接机构连接光学 元件和散热元件，^
根据本发明的第一方面，提供了一种投影装置，该投影装置包 括第一机构、第二机构以及连接机构。第一机构包括第一壳体、光 学元件以及至少一个导热元件。光学元件设置于第一壳体内，且光 学元件投射图像并产生热源。导热元件设置于光学元件上，用来吸 收该热源。第二机构包括第二壳体和散热元件。散热元件设置于第 二壳体内。连4妾才几构用来连4妾第一才几构和第二才几构，其中连4妾才几构 包括至少一个导热管。导热管与导热元件和散热元件连接，并形成 至少一个封闭回路(闭合回路)，导热管用来将热源传导至散热元 件，以冷却光学元件。
根据本发明的投影装置，其中该连接机构进一步包括至少一 种导热流体，i殳置于该导热管内；以及至少一个泵，以1^吏该导热流 体在该导热管的该*于闭回3各中循环:流动。
根据本发明的投影装置，其中该连接机构进一步包括交换槽， 设置于该导热元件和该导热管之间，以z使该导热流体进4于热交换。
根据本发明的投影装置，其中该交换槽的材质为导热材料。
根据本发明的投影装置，其中该导热流体为比热大于等于1的流体。
根据本发明的投影装置，其中该导热流体为冷媒或纯水。 根据本发明的投影装置，其中该导热管的管壁的材质为隔热材料。
根据本发明的投影装置，其中该第 一机构包括多个导热元件， 该连接机构包括多个导热管，该导热管并联该导热元件和该散热元 件以形成多个封闭回^各。
根据本发明的投影装置，其中该连接机构进一步包括多种导 热流体，分别i殳置于该导热管内；以及多个泵，以-使该导热流体在 该导热管的该佳t闭回^各中循环流动。
根据本发明的投影装置，其中该第 一机构包括多个导热元件， 该导热管串耳关该导热元件和该散热元件以形成该去;)"闭回^各。
根据本发明的投影装置，其中该第二壳体具有开口，该第二机 构进一步包括风扇，i殳置于该第二壳体内，该风扇经由该开口佳: 该第二才几构的内部气流与外界对流，以使该散热元件散热。
根据本发明的投影装置，其中该连接机构进一步包括电路， 电性连4妄该第一4几构和该第二才几构。
根据本发明的投影装置，其中该第二机构进一步包括电源供 应器，设置于该第二壳体内，用来提供该第一机构和该第二机构的 电源。
根据本发明的投影装置，其中该第二机构进一步包括驱动器， 设置于该第二壳体内，用来驱动该第 一 才几构的该光学元件。
根据本发明的投影装置，其中该导热元件为致冷芯片 (Thermoelectric Cooling, TEC )。
根据本发明的投影装置，其中该致冷芯片的两端分别为热面和 冷面，其中，该冷面与该光学元件相连，该热面与该导热管相连。
根据本发明的投影装置，其中该光学元件包括镜头(Lens); 以及灯源(Lamp),射出光线至该镜头。
才艮据本发明的投影装置，其中该散热元件为热交换器。
根据本发明的投影装置，其中该热交换器为空气冷却式热交换 器或水冷式热交换器。
根据本发明的投影装置，其中该第 一机构为封闭空间。
根据本发明的第二方面，提供了一种散热方法。该散热方法包 括以下步骤(a)提供第一机构，且第一机构包括光学元件，光学 元件投射图像并产生热源；(b)提供第二机构，第二机构包括散热 元件；(c)用导热元件吸收该热源；以及(d)自导热元件传导热
源至散热元件。
根据本发明的散热方法，其中该步骤(d)进一步包括(dl) 4,动导热流体循环流动于该导热元件和该散热元4牛之间。
为使本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例， 并结合所附附图，作详细i兌明如下


图1A示出了依照第一实施例的投影装置的示意图1B示出了依照图1A中导热管和导热元件的力文大示意图1C示出了依照图1A中导热管的放大示意图2示出了依照本发明第一实施例的投影机构的散热方法流程
图；以及
图3示出了本发明的第二实施例的投影装置示意图。
具体实施例方式
本发明的投影装置及散热方法通过连4妄才几构分离光学元件和 散热元件。光学元件所产生的热源可经由连接机构传导至散热元件 散热，从而解决因散热元件所产生的热源以及噪音。以下以内部结 构不同的才殳影装置通过不同实施例作详细的i兌明。
第一实施例
参照图1A，其示出了依照第一实施例的投影装置的示意图。 投影装置100包括第一机构120、第二机构140以及连接机构160。 第一机构120包括第一壳体121、光学元件122以及多个导热元件 125。光学元件122 i殳置于第一壳体121内，该光学元件122投射 图l象并产生热源。多个导热元件125i殳置于光学元件122上，用来 吸收热源。第二机构140包括第二壳体141以及散热元件144。散 热元件144设置于第二壳体141内。连接机构160用来连接第一机 构120和第二才几构140。在本实施例中，连接机构160包括多个导 热管161。导热管161与导热元件125和散热元件144连接，以形 成多个封闭回3各，且导热管161用来传导热源至散热元件144,以 冷却光学元件122。
同时参照图1A和图2,图2示出了依照本发明第一实施例的 投影机构的散热方法的流程图。首先，在图2的步骤201中，提供 第一机构120,并且第一机构120包括光学元件122。在本实施例 中，光学元件122设置于第一壳体121中，其中光学元件122包括
4竟头(Lens) 123和灯源(Lamp) 124。当光学元件122运寿争时， 灯源124射出光线经过镜头123，投射至外界以产生图像。因此， 灯源124和光线经过的4竟头123老P产生热源。
接着在步骤202中，提供第二机构140，第二机构140包括散 热元件144。该散热元件144设置于第二壳体141中，且该散热元 件144例如为热交换器(Heat Exchanger )。在本实施例中，热交换 器例如为空气冷却式热交换器或水冷式热交换器。此外，第二壳体 141具有开口 142且第二才几构140进一步包括风扇146。风扇146 设置于第二壳体141内，且风扇146经由开口 142使该第二机构140 的内部气流与外界对流，以4吏散热元件144散热。
然后，在图2的步骤203中，通过导热元件125吸收该热源。 导热元件125 i殳置于光学元件122的每一元件(例如4竟头123和灯 源124)上以p及4t热源。
参照图1B,其示出了依照图1A中导热管和导热元件的i文大示 意图。在本实施例中，导热元件125优选地为致冷芯片。因为致冷 芯片是具有热电能量转换特性的材料，因此在通过直流电时，致冷 芯片两端会产生不同的温度。换句话说，由于其材料特性，致冷芯 片在导电时其一面会降温而称为,令面125a，另一面则会升温而称为 热面125b。因此将导热元件125的冷面125a与光学元件122 ( 4竟 头123或灯源124，在图1B中，以4竟头123为例)相连，用来冷 却和吸收由光学元件122 (镜头123或灯源124)所产生的热源。
同时参照图1A和图1C。图1C其示出了依照图1A中导热管 的放大示意图。如图2的步骤204,提供连接机构160,用来连接 导热元件125和散热元件144,以形成去于闭回路。如图1A所示， 多个导热管161以并写关方式与这些导热元件125和散热元件144连 接，以形成多个封闭回路。如图1C所示，连接才几构160进一步包4舌导热流体162、多个泵163 (在图1A中示出)以及电3各165。导 热流体162设置于导热管161内。泵163用来使导热流体162在这 些导热管161的封闭回路中循环流动。电路165可设置于导热管161 内或导热管161夕卜，第一机构120通过电路165电连接于第二机构 140。第二机构140进一步包括电源供应器(Power) 143和驱动器 (Driver) 145。电源供应器143设置于第二壳体141内，用来提供 第一机构120和第二机构140的电源。驱动器145设置于第二壳体 141内，用来驱动第一才几构120的光学元件122。电路165除可将 第二机构140的电源供应器143的电力传导至第一机构120,以提 供光学元件122的电力外，驱动器145也可经由该电路165驱动第 一才几构120的光学元4牛122。
再参照图1A。如图2的步骤205中，推动导热流体162循环 流动于导热元件125和散热元件144之间。由于导热管161连冲妻导 热元件125和散热元件144以形成封闭回路，且导热流体162设置 于导热管161中。因此导热流体162即可经由多个泵163推动循环 流动于导热管161中。
参照图1A和图1C。在步骤204中，自导热元件125传导热源 至散热元件144。在本实施例中，导热流体162为比热大于等于1 的流体，例如为冷々某或纯水，可有效4吏导热元件125的热源传导至 导热流体162。连接机构160优选地包括交换槽164,该交换槽164 i殳置于导热元件125和导热管161之间且交换:才曹164的材质为导热 材泮牛，可有岁丈增加导热流体162与导热it/f牛125的导热面积，以捐: 高导热效率。
当导热流体162在交换槽164吸收热源时，会经导热管161的 封闭回路回流至散热元件144散热。该风扇146 4吏气流对流于该散 热元件144间， -使导热流体162加速排出热能，且经由第二壳体141 的开口 142,加快第二机构140内的热对流速度以使热能排出第二
机构140。当导热流体162经散热元件144散热后，又具备吸热的 传导能力，即可回流至导热元件125处吸收导热元件125传导的热 源。如此循环流动，有效i也爿夸第一才几构120所产生的热源传导至第 二才几构140散热。
此外，在本实施例中，导热元件125是致冷芯片。然而导热元 件125并不局限于致冷芯片，也可以^使用导热金属块直^妻将光学元 件122所产生的热源传导至导热流体162,经由导热流体162传导散热。
另外，导热管161的管壁材质优选地进一步设置隔热材料，以 隔离外部的热源传导至导热流体162， /人而降低导热流体162的吸 热能力。
再者，在本实施例中仅光学元件122设置于第一机构120，其 余元件(如电源供应器143)设置于第二机构140。使得第一机构 120的体积和重量可以缩至最小，以减少室内设置空间。然而除了 光学元件122需i殳置于第一才几构120以及散热元件144与风扇146 需设置于第二机构140之外，其余元件可依实际情况改变其配置位 置，并不力p以限制。
此外，由于第一4几构120和第二才几构140通过连4妄才几构160连 接，使得第一机构120与第二机构140分开设置于不同位置。如图 1A所示，第一机构120设置于第一空间Rl，第二机构140设置于 第二空间R2。第一空间R1例如为室内，第二空间R2例如为室外。 或者第一空间Rl例如为桌面上，第二空间R2例如为桌面下等。通 过分离第一才几构120中的光学元4牛122和第二才几构140的散热元4牛 144,可有效解决使用者在使用投影机时被噪音干扰以及热气吹拂 的问题。
另外，在本实施例中，导热管161以并耳关方式连4妄具有产生热 源的光学元件122 ( 4竟头123和灯源124 )，并各自单独以封闭回3各 将热源传导至散热元件144散热。这种并联连4妻方式可确保各光学 元件122均具有良好的散热效果。
第二实施例
参照图3,其示出了本发明的第二实施例的投影装置示意图。 第二实施例的投影装置200和第一实施例的投影装置100同样经由 导热管166连4妄导热元4牛125和散热元件144,以4吏光学it/f牛122 通过导热管166传导热源至散热元件144散热。第二实施例的投影 装置200和第一实施例的4更影装置100不同之处在于导热管166的 配置方式。上述第一实施例的导热管161与导热元件125和散热元 件144的连接方式使用并联的配置方法，如图1A所示出。而本实 施例中，导热管166与导热元件125和散热元件144 <吏用串耳关的酉己 置方法，其余相同之处不再重复赘述。
在本实施例中，第一^/L构120包括多个导热元件125,且连4秦 机构260包括多个导热管166。导热管166以串联方式与这些导热 元件125和散热元件144连冲妻，以形成封闭回^各。而导热流体162 (在图1B中示出)在该封闭封路内流动，以4吏第一才几构120散热。
此外，在本实施例中，导热管166以串联方式连4妻具有产生热 源的光学元件122，并以同一个封闭回路将热源传导至散热元件144 散热，可减少导热管166的使用量且有效减少管路的配置空间，达 到缩小投影装置200整体的体积的效果。
另外，上述两实施例分别以并耳关和串联两种连4妄方式作为不同 实施例分别详细说明，然而这两种连接方式各自具有其适用情况。
因此，投影装置的实施方式可依实际情况选择性地使用串联、并联 或串联/并联混合4吏用。
本发明上述实施例所披露的投影装置及散热方法，利用连接机 构将光学元件与散热元件分离，即可使光学元件与散热元件分别处 于不同空间，有效解决使用者在使用投影装置时被噪音干扰以及热 气吹拂的问题。此外，因为第一机构通过连接机构导热，不需要设 置任何风扇和开口，而成为封闭空间，因此可有效隔绝外界灰尘， 维持光学质量，进一步延长光学元件的使用寿命。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例4皮露如上，但是其并非 用以限定本发明。本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神 和范围的情况下，可以对本发明作出各种更改和修饰。因此，本发 明的保护范围应当以随后所附权利要求所界定的为准。
主要元件符号说明
100、 200:投影装置 121:第一壳体
123: 4竟头 125:导热元件 125b:热面 141:第二壳体 143:电源供应器 145:驱动器
160、 260:连4妾4几构 162:导热流体 164:交4灸才曹 Rl:第一空间
120:第一机构 122:光学元件 124:火丁源 125a:冷面 140:第二才几构 142:开口 144:散热元4牛 146:风扇 161、 166:导热管 163:泵 165:电路 R2:第二空间
权利要求
1. 一种投影装置，包括:第一机构，包括:第一壳体；光学元件，设置于所述第一壳体内，所述光学元件投射图像并产生热源；以及至少一个导热元件，设置于所述光学元件上，用来吸收所述热源；第二机构，包括:第二壳体；以及散热元件，设置于所述第二壳体内；以及连接机构，用来连接所述第一机构和所述第二机构，包括:至少一个导热管，与所述导热元件和所述散热元件连接，并形成至少一个封闭回路，所述导热管用来传导所述热源至所述散热元件，以冷却所述光学元件。
2. 根据权利要求1所述的投影装置，其中，所述连接机构进一步 包括至少一种导热流体，i殳置于所述导热管内；以及至少 一 个泵，以4吏所述导热流体在所述导热管的所述封 闭回3各中循环流动。
3. 根据权利要求2所述的投影装置，其中，所述连接机构进一步包括交换槽，设置于所述导热元件和所述导热管之间，以使 所述导热流体进行热交换。
4. 根据权利要求3所述的投影装置，其中，所述交换槽的材质为 导热材料。
5. 根据权利要求2所述的投影装置，其中，所述导热流体为比热 1的^u体。
6. 根据权利要求5所述的投影装置，其中，所述导热流体为冷媒 或纯7jc。
7. 根据权利要求1所述的投影装置，其中，所述导热管的管壁的 材质为隔热材料。
8. 根据权利要求1所述的投影装置，其中，所述第一机构包括多 个导热元件，所述连接4几构包括多个导热管，所述导热管并联 所述导热元件和所述散热元件以形成多个封闭回^各。
9. 根据权利要求8所述的投影装置，其中，所述连接机构进一步 包括多种导热流体，分别i殳置于所述导热管内；以及多个泵，以 -使所述导热流体在所述导热管的所述封闭回 ^各中循环流动。
10.—种散热方法，包4舌(a) 提供第一机构，所述第一机构包括光学元件，所述 光学元件投射图像并产生热源；(b) 提供第二机构，所述第二机构包括散热元件；(c) 用导热it/f牛p及^l史所述热源；以及(d) 自所述导热元件传导所述热源至所述散热元件。
全文摘要
本发明提供了一种投影装置及散热方法。该投影装置包括第一机构、第二机构以及连接机构。第一机构包括第一壳体、光学元件以及至少一个导热元件。光学元件设置于第一壳体内，且光学元件投射图像并产生热源。导热元件设置于光学元件上，用来吸收该热源。第二机构包括第二壳体和散热元件。散热元件设置于第二壳体内。连接机构用来连接第一机构和第二机构，其中连接机构包括至少一个导热管。导热管与导热元件以及散热元件连接，并形成至少一个封闭回路，导热管用来将热源传导至散热元件，以冷却光学元件。散热方法包括(a)提供第一机构；(b)提供第二机构；(c)用导热元件吸收该热源；以及(d)自该导热元件传导该热源至该散热元件。
文档编号G03B21/16GK101377613SQ20071014572
公开日2009年3月4日 申请日期2007年8月31日 优先权日2007年8月31日
发明者徐子桓 申请人:佳世达科技股份有限公司