光机系统以及投影设备的制作方法

1.本技术涉及投影设备散热技术领域，具体涉及一种光机系统以及投影设备。


背景技术：

2.投影设备在工作时需要散热，如果没有及时散热，投影机会在几分钟内损坏，目前投影设置的散热主要是通过涡轮风扇从外部吸入冷空气进行，在此过程中，会吸入空气中的灰尘，而灰尘会对投影设备的投影效果造成影响，严重的还会粘附在设备上，影响散热。现有技术中，部分投影设备采用内循环的散热方式进行散热，通过将风道与外部空气分隔，提高防尘效果，但目前的投影设备很难达到较高的密封效果，主要原因为：
3.(1)光机中有较多的光学元器件，且这些光学元器件有很高的精度要求，对这些光学元器件进行密封时，需要选择加工性和散热性均较好的材质。
4.(2)光机中需要在电路板(pcb)上连接较多的连接端子，因此要实现将电路板整体密封的难度很大。


技术实现要素：

5.本技术的目的在于提供一种光机系统以及投影设备，以便于提高散热效果以及密封效果。
6.第一方面，本技术实施例提供了一种光机系统，包括壳体、风道主体、电路板以及风机，壳体形成安装空间，壳体开设有相对的第一开口和第二开口，第一开口和第二开口连通安装空间。风道主体连接于壳体并设置于第一开口，风道主体内形成有第一风道。电路板与壳体之间形成第二风道，第一风道、第二风道以及安装空间连通形成供气流流动的散热通道，电路板设置有供柔性电路板穿过的线槽，密封盖装配于电路板的背离散热通道主体的一侧，并至少封闭线槽。
7.在一些实施方式中，光机系统还包括用于与外部进行热交换的换热器，换热器连接于壳体，换热器具有进风口和出风口，进风口以及出风口均与散热通道连通。
8.在一些实施方式中，光机系统还包括风机，风机设置于散热通道内，并用于为散热通道内的气流提供驱动力。
9.在一些实施方式中，光机系统还包括成像模组，成像模组的至少一部分位于散热通道内。
10.在一些实施方式中，成像模组包括空间光处理器，空间光处理器用于接收光源的光线并进行调制后向外投射，空间光处理器显露于散热通道内。
11.在一些实施方式中，成像模组还包括成像模组壳体以及一个或多个的反射镜，反射镜和空间光处理器一体封装于成像模组壳体，成像模组壳体由塑料制成。
12.在一些实施方式中，风机邻近成像模组设置。
13.在一些实施方式中，空间光处理器包括第一空间光处理器、第二空间光处理器以及第三空间光处理器，第一空间光处理器、第二空间光处理器以及第三空间光处理器均显
露于通道内，风机包括第一风机、第二风机和第三风机，第一风机、第二风机以及第三风机分别与第一空间光处理器、第二空间光处理器以及第三空间光处理器对应设置。
14.在一些实施方式中，光机系统还包括控制装置，控制装置与第一风机、第二风机以及第三风机电性连接，并用于分别控制第一风机、第二风机以及第三风机的风量，以使第一空间光处理器、第二空间光处理器以及第三空间光处理器之间的温差小于预设阈值。
15.第二方面，本技术实施例提供了一种投影设备，包括光源和上述的光机系统。
16.本技术实施例提供的光机系统和投影设备，通过在光源的壳体内形成散热通道，使得成像模组在安装时，可以整体位于散热通道内进行散热，由于电路板作为散热通道的密封件的一部分，不需要对电路板整体进行封装，一方面降低了设备的体积，另一方面由于不需要对电路板进行整体密封，也提高了设备的密封等级，因此进一步提高了散热效果。应用该光机系统的投影设备的散热性能好，且设备的密封性更高。
17.本技术的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1是本技术实施例提供的一种投影设备的剖面结构示意图。
20.图2是本技术实施例提供的一种投影设备的拆分结构示意图。
21.图3是本技术实施例提供的一种投影设备中风机的安装结构示意图。
具体实施方式
22.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
23.本技术实施例提供了一种光机系统，包括壳体、风道主体、电路板以及密封盖，壳体形成安装空间，壳体开设有第一开口和第二开口，第一开口和第二开口连通安装空间。风道主体连接于壳体并设置于第一开口，风道主体内形成有第一风道。电路板与壳体之间形成第二风道，第一风道、第二风道以及安装空间连通形成散热通道，电路板设置有线槽，密封盖封闭线槽。
24.下面将结合附图具体描述本技术的各实施例。
25.参阅图1，本实施例提供一种投影设备10，投影设备10包括光源(未示出)、光机系统30以及镜头20，其中镜头20设置于光源出射的光线的光路上，光机系统30接收光源出射的光线后进行调制，调制后的光线从镜头20出射。
26.请一并参阅图1和图2，本实施例提供的光机系统30，包括壳体100，风道主体200、电路板300、密封盖400以及可选的风机500，其中，壳体100内形成安装空间111，安装空间111可以用于安装成像模组700，且壳体100具有相对的第一开口和第二开口，第一开口和第
二开口均连通安装空间111，第一开口和第二开口位于壳体100的相对的两侧上，且第一开口处可以用于连接设置风道主体200，第二开口处用于设置装配电路板300，壳体100通过与风道主体200和电路板300连接形成供气流流动的散热通道，成像模组700可以供设置于安装空间111内，使得气流流动过程中带走成像模组700产生的热量，风机500用于为气流提供驱动力，使得气流流动带走热量。
27.本实施例中，壳体100包括主壳体110和盖板130，其中主壳体110大致为环状结构，并主要围成安装空间111，本实施例中，主壳体110大致为矩形环状结构，且在主壳体110上安装有密封玻璃，密封玻璃供光线穿过。主壳体110围成中空状，一端用于与风道主体200连接，另一端用于与盖板130连接。
28.盖板130与主壳体110连接，并位于第二开口一侧，盖板130的远离主壳体110的一侧表面设置有连接孔，连接孔可以用于与电路板300进行连接。
29.电路板300可以是印刷电路板300，电路板300连接于壳体100并设置于第二开口，电路板300可以全部或部分的封闭第二开口，本实施例中，电路板300连接于盖板130形成装配，这样电路板300作为整个光机密封系统的密封件的一部分，电路板300与壳体100之间形成有第二风道，第二风道可以供气流流动且与安装空间连通。
30.在一些实施方式中，电路板300设置有一个或多个线槽310，线槽310用于供光机芯片的fpc(柔性电路板)穿过，通过设置线槽310，可以使得在连接光机芯片的fpc时，fpc可以直接穿过线槽310连接在电路板300的正面，而不需要绕过电路板300再连接于电路板300的正面，设置线槽310的部分可以由密封盖400进行密封，电路板300的未设置线槽310的部分直接作为一部分密封体密封第二开口，这样可以减小整体设备的体积，同时电路板300作为密封件的一部分，可以直接与散热通道相邻设置，当气流流过散热通道时，会带走电路板300产生的热量，利于电路板300的散热。这样设置后，不需要将整个电路板300密封在散热通道内，降低了设备进行密封的难度，有利于提高设备的密封等级，进而提高散热性能以及投影设备10的防尘性。
31.密封盖400装配于电路板300的背离散热通道主体200的一侧，并至少封闭线槽310。本实施例中，密封盖400在与电路板300的连接孔装配后，与电路板300之间形成一密封腔，线槽310位于密封腔内部，从而形成对线槽310的密封，光机芯片的fpc在穿过线槽310连接于电路板300的正面时，密封盖400可以将fpc一并密封。其中，密封盖400可以通过连接件固定装配于电路板300上。通过设置密封盖400，可以将电路板300上设置线槽310的部分密封起来，而不需要将整个电路板300进行密封，进而减小设备体积，同时，由于不需要将整个电路板300进行密封，因此可以避开电路板300上设置的其他各类元器件，降低了密封难度，有利于提高整体的密封性。
32.在一种实施方式中，密封盖400可以仅覆盖于电路板300的设置线槽310的部分。当然，可以理解的是，密封盖400还可以密封部分的电路板300的未设置线槽310的部分。
33.风道主体200连接壳体100并设置于安装空间111的第一开口处，风道主体内形成有第一风道151，第一风道151与安装空间111连通，第一风道151、安装空间111以及第二风道153均连通形成供气流流动的散热通道，风道主体200大致位于壳体100下方，且风道主体200可以通过卡接、镙接等方式与壳体100连接固定，在此不做限定。
34.仅作为一种示例，本实施例中，风道主体200包括底座210和安装部230，底座210与
安装部230连接，其中，底座210包括底板211和围栏板213，围栏板213沿底板211的边缘设置并与底板211连接，且围栏板213相对于底板211弯折延伸，弯折的角度例如可以是80-95
°
，底板211和围栏板213围合形成第一风道151，安装部230连接于围栏板213，且安装部230为大致的“l”形结构，主壳体110的第一开口一端连接于安装部230，且主壳体110的外侧壁与安装部230的侧壁相抵，底板211与围栏板213之间形成的腔体经过安装部230与安装空间111连通。本实施例中，安装部230以及底座210共同对第一开口形成密封。在一些实施方式中，底板211内还可以通过设置隔板分隔出多个彼此独立的风道，每个独立的风道可以由一个独立的风机500提供气流驱动力。
35.这种设置方式具有以下优点：散热组件到安装空间111的路径更短，这样散热通道内的气流在流经安装空间111时，具有更大的流动速率，能更好的带走光机700的热量，提高散热效果，同时整体结构布局更为紧凑，利于降低设备整体的体积。
36.本实施例中，壳体100、风道主体200以及电路板300连接后，形成彼此连通的第一风道151，安装空间111以及第二风道153，连通的第一风道151，安装空间111以及第二风道153形成散热通道，散热通道供气流流通，并在气流流通过程中带走元器件产生的热量。。
37.风机500设置于散热通道内，并用于为散热通道内的气流提供驱动力，风机500的数量可以是一个，也可以是一个以上，在此不做限定，风机500可以是鼓风机，用于向散热通道内鼓入冷风，风机500也可以设置成将散热通道内的热风吸出的形式。本实施例中，装配时，风机500可以设置于安装部230的安装腔内，这样不会额外增加设备的体积。且风机500可以位于安装空间111的上风向上，这样风机500吹出的冷气流首先进入安装空间111，并带走成像模组产生的热量，而后扫过电路板300带走电路板300产生的热量。为了与外部进行热量交换，在一种实施方式中，可以设置与外部连通的出风口或进风口，热风从出风口吹出，风机500从进风口将冷风鼓入散热通道，进风口和出风口可以设置于电路板300的风向的后方，此处的“风向”是指散热通道内的空气流动方向。
38.本实施例中，光机系统30还可以包括换热器600，换热器600设置于散热通道上，且位于电路板300的风向的后方，用于与外部进行热量交换。换热器600可以采用风冷式换热器，也可以是水冷式换热器，在此不做限定。在其他的一些实施方式中，也可以不设置换热器600，此时可以直接在散热通道上开设一出风口连通外部进行换热，出风口可以设置防尘网。
39.仅作为一种示例，本实施例中，换热器600具有一进风口610和一出风口630，换热器600连接于底座210以及壳体100，具体的，换热器600的设置进风口610一端靠近电路板300并与盖板130连接，进风口610与安装部230之间形成的第二风道153连通，换热器600的设置出风口630的一端靠近底座210，出风口630与第一风道151连通，形成一封闭的循环散热通道，即换热器600作为散热通道的一部分进行散热循环，散热通道作为可循环的气流通道进行循环散热。当流经电路板300的热风从第二风道153经进风口610进入换热器600内，与外部的冷源进行热交换，气流温度降低，并再次从出风口630进入第一风道151内，形成气流的散热循环。
40.本实施例中，光机系统30还包括成像模组700，成像模组700设置于安装空间111内，且成像模组700与壳体100之间形成通道152，通道152用于供气流通过，通道152可以连接第一风道151和第二风道153，即通道152作为散热通道的一部分，也即是成像模组700可
以部分或全部设置于散热通道内，使得流经散热通道内的空气能够带走成像模组700产生的热量。成像模组700的靠近电路板300的一侧与电路板300之间具有间隔，可以供气流通过。成像模组700可以与风机500邻近，即风机500位于成像模组700的风向的后方，这样风机500吹出的冷气流可以更快的与成像模组700接触传热，增大温差，提高散热效率。
41.整个光机系统30工作时，成像模组700作为最大的发热源，因此为了提高散热效率，可以将成像模组700设置于气流的靠近换热器的入口位置，也即是靠近出风口630的位置，而电路板300产生的热量相对于成像模组700更少，可以将电路板300设置于靠近进风口610的位置，当气流流动时，气流与成像模组的温差更大，更易带走成像模组700的热量，同时热气流流动到电路板300位置时，将电路板300产生的热量带走并直接进入换热器600进行热交换。具体的，风机500吹出的冷气流首先进入第一风道151，而后进入通道152，直接带走成像模组700产生的热量，然后气流进入第二风道153，并可以带走电路板300产生的热量，当流经电路板300的热风从第二风道153经进风口610进入换热器600内，与外部的冷源进行热交换，气流温度降低，并再次从出风口630进入第一风道151内，形成气流的散热循环。
42.本实施例中，成像模组700包括空间光处理器710、成像模组壳体以及一个或多个的反射镜，空间光处理器710用于接收光源的光线并进行调制后向外投射，成像模组壳体将空间光处理器710以及反射镜封装起来，由于反射镜的数量可能较多，且反射镜的角度需要精确的控制，因此本实施例中，成像模组壳体采用高精度的热固性增强材料(bmc)制作，这种成像模组壳体具有加工成本低，且批次重复性好，利于大批量的工业化制造应用，有利于降低成像模组700生产成本，提高良率。通过将成像模组700设置在安装空间111内，冷气流可以直接与成像模组700的外表面接触，并进行热量传导，可以迅速的带走成像模组700工作过程中所产生的热量，克服bmc材料导热性不佳的缺陷。可以理解的是，光机壳体也可以采用除bmc以外的其他塑料制成。同时，光机壳体还可以采用铝合金压铸的方式形成，这样可以提高导热性。
43.其中空间光处理器710在工作过程中会产生较多热量，是成像模组700产生热量的主要来源，为了更好的对成像模组700进行散热，空间光处理器710可以显露于通道152内，此处显露是指，空间光处理器710的至少部分表面位于通道152内，使得流经通道152的冷气流可以带走空间光处理器710的热量，达到为空间光处理器710散热的目的。当然，为了达到更好的散热目的，空间光处理器710可以尽量位于通道152内，使得冷气流可以更多的与空间光处理器710的表面进行接触，进而提高散热效率。
44.如图3所示，其中空间光处理器710可以是多个，本实施例中，空间光处理器710为3个，成像模组700为3片式成像模组700。空间光处理器710包括第一空间光处理器、第二空间光处理器以及第三空间光处理器，第一空间光处理器、第二空间光处理器以及第三空间光处理器可以分别用于三种不同颜色的光线的出射，例如：红光、绿光和蓝光，当然也可以是其他颜色的光线。
45.为了精确控制每块空间光处理器710的散热，风机500包括第一风机510、第二风机520和第三风机530，第一风机510、第二风机520以及第三风机530分别与第一空间光处理器、第二空间光处理器以及第三空间光处理器对应设置，即第一风机510吹出的冷气流经第一风道151进入通道152内并扫过第一空间光处理器，带走第一空间光处理器上的热量。同
样的，第二风机520吹出的冷气流经第一风道151进入通道152内并扫过第二空间光处理器，带走第二空间光处理器上的热量。第三风机530吹出的冷气流经第一风道151进入通道152内并扫过第三空间光处理器，带走第三空间光处理器上的热量。
46.在一些应用环境下，第一空间光处理器、第二空间光处理器以及第三空间光处理器的使用时长不同，发热量也不相同，这会导致三块空间光处理器710的使用寿命存在差异，而单块空间光处理器710损坏会导致整个成像模组700不能正常工作，因此需要尽可能的缩小三块空间光处理器710之间的使用寿命差异，尽量保证各个空间光处理器710在使用状态时温度差异不会过大。
47.作为一种方式，可以在底座210内形成于第一风机510、第二风机520和第三风机530对应的风道，直接引导第一风机510产生的冷气流进入安装空间111内扫过第一空间光处理器，引导第二风机520产生的冷气流进入安装空间111内扫过第二空间光处理器，引导第三风机530产生的冷气流进入安装空间111内扫过第三空间光处理器，这样可以精确的对每一块空间光处理器710进行热交换散热，保证第一空间光处理器、第二空间光处理器以及第三空间光处理器的温度差异尽可能的小，防止出现图像质量不稳定的情形。
48.本实施例中，光机系统30还包括控制装置(未示出)，控制装置可以是中央处理器(cpu)，控制装置与第一风机510、第二风机520以及第三风机530电性连接，并用于分别控制第一风机510、第二风机520以及第三风机530的风量，以使第一空间光处理器、第二空间光处理器以及第三空间光处理器之间的温差小于预设阈值。控制装置还可以配置成可以实时获取第一空间光处理器、第二空间光处理器以及第三空间光处理器的温度的形式，这样控制装置可以根据第一空间光处理器、第二空间光处理器以及第三空间光处理器的温度，实时调节第一风机510、第二风机520以及第三风机530的风量，使得第一空间光处理器、第二空间光处理器以及第三空间光处理器的温度差异小于预设阈值，例如可以是3-8℃等。
49.根据第一空间光处理器、第二空间光处理器以及第三空间光处理器在使用过程中的温度差异情况，还可以对第一风机510、第二风机520以及第三风机530的间距进行调整，还可以进一步对第一风机510、第二风机520以及第三风机530对应的风道的截面积进行调整等，以控制第一空间光处理器、第二空间光处理器以及第三空间光处理器的温度差异。
50.需要说明的是，在其他的一些实施方式中，每个风机500可以与两个或两个以上的空间光处理器710对应设置，并将冷气流引导至与之对应的空间光处理器710上。如图3所示，第一风机510吹出的冷气流可以通过两条不同的风道引导至不同的空间光处理器710处进行散热，对此本技术不做限定。
51.本实施例提供的光机系统30，由于将电路板300直接作为散热通道的密封件的一部分，通过在电路板300上设置线槽310供柔性电路板穿过，不需要将整个电路板300密封进散热通道内，一方面减小了设备体积，另一方面提高了设备的密封性。同时通过设置封闭的散热通道，将成像模组700设置于安装空间111内，可以在冷却风循环过程中直接带走成像模组700产生的热量，使得成像模组700在制备时可以使用成本更低廉的bmc塑料进行，降低生产成本的同时，提高散热效率和散热效果。
52.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。