一种投影仪及其散热装置的制作方法

本发明涉及投影仪领域，尤其涉及一种具有较佳散热功能的投影仪及其散热装置。

背景技术：

智能微型投影仪，通常是在微型投影仪基础上增加无线相容性认证wifi(WIreless Fidelity)、蓝牙(Bluetooth)和无线数据业务乃至无线语音等，其中无线数据业务当前以4G LTE(4G，4th generation，第四代移动通信标准；LTE，Long Time Evolution，长期演进)数据网络为主，无线语音以3G通道为主。原本因为微型投影仪结构空间狭小、光学处理模块本身的功耗就比较大，加上智能应用后由于强大的数据处理能力使得系统功耗更大，且随着用户对微型投影仪上的光学照度、流媒体处理速度要求越来越高，由此带来了更加棘手的设备散热处理的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种具有良好散热功能的投影仪及其散热装置。

为达上述目的，本发明提供一种投影仪，包括光机模组，与光机模组电性连接的主板芯片组件，所述光机模组设有若干发光元件，所述主板芯片模组设有若干发热器件，所述投影仪还包括散热装置，所述散热装置包括第一热管和第二热管，及冷凝散热器，所述第一热管的一端与主板芯片组件连接，另外一端与冷凝散热器连接；所述第二热管的一端与光机模组的发光元件间接或者直接连接，另外一端与冷凝散热器连接。

进一步的，前述第一热管的一端以焊接于冷凝散热器的外侧或者收容于冷凝散热器内部的方式与冷凝散热器连接。

进一步的，前述主板芯片组件还包括覆盖于所述发热器件的屏蔽罩，所述第一热管的一端紧密黏结于所述屏蔽罩。

进一步的，前述散热装置还包括紧扣于发光元件的第一金属散热鳍片，所述第二热管的一端连接于第一金属散热鳍片；前述第二热管的一端以焊接于冷凝散热器的外侧或者收容于冷凝散热器的方式与冷凝散热器连接。

进一步的，前述散热装置还包括设置于光机模组下方的平流风扇或者投影仪内部侧面的轴流风扇，所述平流风扇或者轴流风扇的出风口靠近冷凝散热器设置。

进一步的，前述散热装置还包括板状第二金属散热鳍片，所述第二金属散热鳍片设置于光机模组的上方。8.如权利要求7所述的投影仪，其特征在于：所述光机模组包括单片数字微镜装置DMD，所述散热装置包括设置于DMD的金属盖板，所述金属盖板涂覆有与第二金属散热鳍片接触的导热硅胶。

进一步的，前述投影仪还包括显示面板及与显示面板位于同一水平面的开机键，所述显示面板和开机键与主板芯片模组之间设置有三层石墨片。

为达上述目的，本发明还提供用于为第一热源散热的第一热管，用于为第二热源散热的第二热管，及冷凝散热器，所述第一热管的一端与冷凝散热器连接，另外一端与第一热源连接；所述第二热管一端与冷凝散热器连接，另外一端与第二热源连接。

进一步的，前述散热装置还包括用于为第二热源散热的第一金属散热鳍片，所述第一金属散热鳍片连接于第二热源，所述第二热管的一端与第一金属散热器鳍片连接。

进一步的，前述散热装置还包括用于为第二热源散热的板状第二金属散热鳍片，所述第二金属散热鳍片设置于第二热源的上方并与第二热源连接。

进一步的，前述散热装置还包括为第一热源和第二热源，及冷凝散热器散热的风扇，所述风扇设置于第二热源的下方或者侧面，所述冷凝散热器设置于风扇的出风口。

进一步的，前述散热装置还包括为第三热源散热的三层石墨片，所述三层石墨片位于所述第三热源和主板芯片组件的之间。

进一步的，前述第一热源为智能设备的主板芯片组件，所述第二热源为 智能设备的发光元件。

本发明的有益效果是：在主板模组的发热区增设第一导热管，第一导热管把主板模组的热量传导至冷凝散热器进行散热；在光机模组增设第二导热管，将光机模组的热量传导至冷凝散热器进行散热；在光机模组增设平流风扇加速整体散热；在LCD屏背壳和金属中框之间或开机按键和PCB板之间的大面积屏蔽罩间填充人工特征三层石墨片对LCD屏和开机键区域的散热。本发明因投影空间限制，且主板因智能通信系统和光学系统驱动叠加，同时智能投影所需的光机模组电源驱动芯片、高速信号处理器以及其电源系统集成于一块PCB板上，从而发热非常厉害，本发明采用双热管外加平流风扇能够进行良好的系统散热。

附图说明

图1为本发明实施例投影仪整体散热装置的示意图；

图2为本发明实施例投影仪光学模组的散热装置示意图；

图3为本发明实施例投影仪显示面板散热装置的示意图；

图4为本发明实施例投影仪开机键散热装置的示意图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合附图对本发明作进一步的描述，并不能用来限制本发明的保护范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的各种方式可以相互组合。

图1为本发明实施例投影仪整体散热装置的示意图，如图1所示，包括光机模组10，与光机模组10电性连接的主板芯片组件20，及散热装置。

光机模组10整体为阶梯状采用数字光学处理器DLP(Digital Lighting Processor)投影技术，包括若干发光元件101和单片数字微镜装置DMD(Digital Micro-mirror Device)14以及相应的光学透镜系统(未图示)组成，其中发光元件101为红(R)、绿(G)、蓝(B)三色发光二极管LED(Lighting Emitting Diode)灯。

主板芯片组件20包括电路板PCB(Printed circuit board)、集成在PCB上的若干发热器件(未图示)、及覆盖若干发热器件的屏蔽罩201。其中， 发热器件包括智能通信系统和光学系统驱动、光机模组10电源驱动芯片、高速信号处理器以及其电源系统。本实施例中的屏蔽罩201为发热器件本体表面涂覆导热硅胶。

如图1所示，散热装置包括设置于红(R)、绿(G)、蓝(B)三色发光二极管LED(Lighting Emitting Diode)灯101前端的第一金属散热鳍片40，设置于光机模组10上方的第二金属散热鳍片11(如图2所示)，冷凝散热器70，与冷凝散热器70连接的若干热管30、60，及设置于光机模组10下方的平流风扇80。

如图1所示，第一金属散热鳍片40整体为阶梯状，本实施例中的第一金属散热鳍片40为铝挤鳍片，在其他实施方式中也可以为铜材质或者其他具有散热功能的散热鳍片。第一金属散热鳍片40紧扣在RGB LED灯101的PCB板(未图示)上，两者之间设置有导热硅胶垫50。本实施例中的光机模组10的RGB LED灯101产生的热通过导热硅胶垫50传导至第一金属散热鳍片40进行有效的散热。

如图1所示，冷凝散热器70为管状由密集的金属冷凝鳍片构成，本实施例中金属冷凝鳍片为铜或铝质薄插片。冷凝散热器包括上、下端和左、右端，及上下左右端围成的收容腔，冷凝散热器右端侧面紧贴外壳(未图示)并外露。

如图1所示，若干热管包括第一热管30和第二热管60，本实施例中第一和第二热管30、60材料为铜，第一热管30用于主板芯片组件20散热，第二热管60用于RGB LED灯101散热。本实施例中的第一热管30和第二热管60为弯曲扁管，可以确保不增加整机厚度并且造型美观，第一热管30和第二热管60都包括冷凝端和蒸发端，其中第一热管的蒸发端与PCB板上的屏蔽罩201紧密黏结，冷凝端收容于冷凝散热器70的收容腔内；第二热管60的蒸发端焊接在第一金属散热鳍片40的下端，冷凝端焊接于冷凝散热器外侧。在其他实施方式中第一热管30也可以采用焊接于凝散热器70外侧的方式与冷凝散热器70连接，这主要根据布局需要并参考散热效果综合考虑，在中空区域足够的情况下还可以为第一热管30和第二热管60的冷凝端都采用收容于冷凝散热器70的方式或者两者都焊接在冷凝散热器70外侧的方式， 两个热管30、60需分别和冷凝散热器70接触，但不能两者之间直接接触。

如图1所示，平流风扇80为水平对流风扇，位于光机模组10和两个热管30、60的下方，并且设置于冷凝散热器70左侧，平流风扇80的出风口靠近冷凝散热器70设置，平流风扇80底壁设有若干通孔(未图示)，用于加速空气流通。

图2为本发明实施例投影仪光学模组的散热装置示意图，如图2所示，第二金属散热鳍片11整体为板状，本实施例中第二金属散热鳍片11为双面具有鳍片的大面积铝板，上端贴近外壳(未图示)间接外露。第二金属散热鳍片11与光机模组10之间设置有导热硅胶垫12。

图3为本发明实施例投影仪显示面板散热装置的示意图，图4为本发明实施例投影开机键散热装置的示意图，如图3和图4所示，本发明实施例投影仪还包括显示面板90，本实施例中显示面板为LCD屏，设置在LCD屏90边缘的结构壳94，三层石墨片91，开机键93，及金属中框92。LCD屏90和主板芯片组件20及三层石墨片91都嵌于金属中框92，开机键93设置在外壳上与LCD屏90同一水平面。三层石墨片91设置于主板芯片组件20和LCD屏90或者开机键之间，三层石墨片91为特制人工三层石墨片，该三层石墨并非石墨单纯整机装配时手工物理叠加三层，是石墨厂家出厂前通过特定工艺制作的厚度和单层石墨一样厚的(如，做到0.07mm)，用于填充在LCD屏背壳和金属中框之间或开机按键和主板芯片组件20的大面积屏蔽罩间，进行均热散热。采用特制人工三层石墨，是因为单层石墨虽然横向热传导系数高，但热容积有效，很容易出现热饱和；如果采用四层以上，虽然热容积提升，但由于石墨纵向热传导系数低，热传导能力就会下降，所以三层较为合适。

本发明实施例对主板芯片组件20的散热：由于投影所需的光机模组10的电源驱动芯片、高速信号处理器以及其电源系统都集成于PCB板上，而且内部空间限制导致发热非常高，本发明实施例增设了第一热管30，第一热管30的蒸发端设置在PCB板的发热区，PCB板上的发热器件本体表面涂覆导热硅胶201紧密黏结第一热管30的蒸发端，由于第一热管30内壁衬有多孔材料吸收芯充有酒精或其他易汽化的液体，第一热管30的蒸发端受热时吸收 的液体因吸热而汽化，蒸汽沿管子由蒸发端从第一热管30中间的风道跑到冷凝端，冷凝端由于未受热，温度低，蒸汽就在冷凝端放热而液化，冷凝的液体被热管壁内附的毛细结构吸收芯吸附，通过毛细作用又回到了受热的一端，如此循环往复，第一热管30里的液体不断地汽化和液化，把热量从一端传到另一端进行主板芯片组件20有效的散热。

本发明实施例对光机模组10的散热：RGB LED灯101共用的第一金属散热鳍片40和RGB LED灯101之间加填充导热硅胶，确保热传导效率用于第一级传导散热，同时在第一金属散热鳍片40侧边焊接第二热管60的蒸发端，第二热管60的冷凝端设置于冷凝散热器70，从而进行第二级散热，散热原理与主板芯片组件20类似。

本发明实施例对DMD数字微镜装置14的散热：DLP投影技术的核心是DMD数字微镜装置14的芯片是一种复杂的光开关器件，DMD数字微镜装置14是一块通常有多达130万个铰接安装的微镜组成的矩形阵列，每个微镜比头发丝的1/5还小，一个微镜对应一个像素。DMD数字微镜装置14面上的微镜安装在极小的绞链上，在DLP投影系统中，微镜向光源倾斜时，光反射到镜头上，相当于光开关的“开”状态。反之，则为“关”状态，被光吸收系统吸收。这种对应1和0的二进制数字化处理结果使得投影界面上呈现数字化图像。微镜每秒开关上千次，这种密集开关会产生大量的热量。由于DMD数字微镜装置14中间是信号部分，无法用于散热，本实施例中在光机模组10上设置金属盖板13，金属盖板13设置有矩形金属框131直接压在DMD数字微镜装置14的四个边散热区，DMD数字微镜装置14首先通过其周长线延展的窄条散热区把热传导给金属盖板13进行第一级的直接散热，再通过把金属盖板13上覆导热硅胶12进而把热量传导到整机底壳的大面积第二金属散热鳍片11来进行第二级散热。增加的导热硅胶12和第二金属散热鳍片11主要是因为光机本身金属盖板13散热体积有限，不足以把DMD热散出。为了保证较佳导热效果，导热硅胶导热系数宜大于5W/m.K，第二金属散热鳍片11可以根据实际实验数据调整，本实施例的第二金属散热鳍片11的外形因内层和光机金属盖板配合为总体规则平面凹凸，外层则可以根据实际外壳造型调整。

本发明实施例对LCD屏90和开机键93的散热：由于本发明实施例的微型投影仪具有LCD屏90的背光和液晶阵列均存较大温升，同时LCD屏90的开机键93区域较大，至少1cm*1cm以上，按键间隙存在壳体内部和外部热对流空间，造成表面温度较其他无间隙的壳体区域高，本发明实施例采用大面积特制人工三层石墨片91填充在LCD屏90背壳和金属中框94之间或开机按键和PCB板的大面积屏蔽罩间，进行均热散热。

为了加速散热，本发明在第一金属散热鳍片40和插片式冷凝散热器70之间采用了平流风扇80并辅以必要的风道设计加速空气循环流动散热。其次，可以在投影仪底部壳体(未图示)上开大面积散热孔，加防尘网，改变平流风扇80的风流向，使得平流风扇80的风流经光机的金属壳体表面，降低DMD温度，虽PCB温度稍有增加，但整体更加平衡。在其他实施方式中也可采用轴流风扇的方式对投影仪进行整体散热，轴流风扇的位置可设置于投影仪的内部侧面。

本实施例中采用两个热管30、60连接同一冷凝散热器70分别为光机模组10和主板芯片组件20进行散热，结构简洁，在其他实施方式中两个热管30、60也可以采用分别接一个冷凝器70的方式进行散热。

如图2所示，本发明实施例二的散热装置，包括用于为第一热源20散热的冷凝散热器70和第一热管30，用于为第二热源10散热的第二热管60和第一、第二金属散热鳍片40、11，为第三热源90散热的三层石墨片91，及为第一、第二、第三热源20、10、90散热的平流风扇80。

其中第一热管30包括与冷凝散热器70连接的冷凝端和与第一热源连接的蒸发端；第二热管60包括与所述冷凝散热器70连接的冷凝端及与第二热源10连接的蒸发端；第一金属鳍片40一端连接于第二热源10，另外一端与第二热管60焊接；第二金属鳍片为板状并设置于第二热源10的上方；平流风扇80设置于第二热源10的下方，所述冷凝散热器70设置于平流风扇80的出风口；三层石墨片91覆盖所述第三热源90和第一热源20之间。

具体的第一热源为智能设备的主板芯片组件20，第二热源为光机模组10，第三热源为显示面板90及开机键93。本发明实施例二的智能设备可以为投影仪，尤其是指能够实现智能连接的微信投影仪，也可以为具有高发热 量的其他智能产品。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。