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CN115877636A - 投影装置 - Google Patents

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CN115877636A
CN115877636A CN202111149553.XA CN202111149553A CN115877636A CN 115877636 A CN115877636 A CN 115877636A CN 202111149553 A CN202111149553 A CN 202111149553A CN 115877636 A CN115877636 A CN 115877636A
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fluid
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Inventor
刘玮辑
戴孟轩
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Coretronic Corp
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Abstract

本发明提供了一种投影装置，其包括照明系统、光机模块、投影镜头、至少一第一壳体、至少一第二壳体以及至少一光学元件。至少一第一壳体包括第一流道，用以让第一流体在其中传递。至少一第二壳体连接于至少一第一壳体以形成容置空间。至少一光学元件配置于容置空间中，其中，至少一光学元件所产生的热借由第一流体传递至至少一第一壳体的外部。所述投影装置可节省配置于第一壳体外侧的散热装置，以降低组装难度。

Description

投影装置
技术领域
本发明涉及一种显示装置，且特别涉及一种具有高导热壳体的投影装置。
背景技术
投影装置为一种用以产生大尺寸画面的显示装置，随着科技技术的演进与创新，一直在不断地进步。投影装置的成像原理是将照明系统所产生的照明光束借由光阀转换成影像光束，再将影像光束通过投影镜头投射到投射目标物(例如：荧幕或墙面上)，以形成投影画面。
近期投影装置的发展，使用激光光源(laser light source)作为激发光源，激发光源发射的激发光束照射到波长转换装置(例如荧光轮或荧光粉转盘)，波长转换装置上的波长转换材料吸收激发光束后，产生波长不同的转换光束。而上述的波长转换装置于激发过程中会产生热量，因此会在波长转换装置周围设有散热装置。
在现有技术中，波长转换装置设置于风道中，风道中设有一个空气与液体的热交换器，风道中循环的空气与外来的水进行热交换。除上述热交换器外，也可在波长转换装置的壳体内设置热交换器，将壳体内的热量传至外界散热。然而，上述的散热装置除了因循环风道设计而造成风道体积较大之外，在风道中也需设有空气与液体的热交换器，也会增加组装工序而增加组装难度。
“背景技术”段落只是用来帮助了解本发明内容，因此在“背景技术”段落所公开的内容可能包含一些没有构成本领域技术人员所知道的现有技术。在“背景技术”段落所公开的内容不代表该内容或者本发明一个或多个实施例所要解决的问题在本发明申请前已被本领域技术人员所知晓或认知。
发明内容
本发明提供一种投影装置，其可节省配置于第一壳体外侧的散热装置以降低组装难度。
本发明的其他目的和优点可以从本发明所公开的技术特征中得到进一步的了解。
为实现上述目的中的一个或部分或全部目的或是其他目的，本发明提供的一种投影装置包括照明系统、光机模块、投影镜头、至少一第一壳体、至少一第二壳体以及至少一光学元件。照明系统用以提供照明光束。光机模块配置于照明光束的传递路径上，用以将照明光束转换为影像光束。投影镜头配置于影像光束的传递路径上，用以将影像光束投射出投影装置。至少一第一壳体包括第一流道，用以让第一流体在其中传递。至少一第二壳体连接于至少一第一壳体以形成容置空间。至少一光学元件配置于容置空间中，其中至少一光学元件为照明系统、光机模块及投影镜头中的至少一者的构件。至少一光学元件所产生的热量借由第一流体传递至外界。
基于上述，本发明的实施例至少具有以下优点或功效中的一个。在本发明的投影装置中，照明系统、光机模块及/或投影镜头的一部分的壳体可设计为第一壳体，第一壳体包括第一流道，用以让第一流体在其中传递。而至少一光学元件配置于由第一壳体与第二壳体所形成的容置空间中，且至少一光学元件为照明系统、光机模块及/或部分的投影镜头中的元件，使光学元件所产生的热借由第一壳体中的第一流体传递至第一壳体的外部。如此一来，位于照明系统、光机模块及/或投影镜头中的光学元件可借由第一壳体达到散热效果，可进一步节省配置于第一壳体外侧的风扇装置，以降低组装难度，并节省风扇装置所需要的循环气流流道。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附视图作详细说明如下。
附图说明
图1为本发明一实施例的投影装置的示意图。
图2为本发明另一实施例的部分投影装置的示意图。
图3为本发明另一实施例的部分投影装置的示意图。
图4为本发明另一实施例的部分投影装置的示意图。
图5为本发明另一实施例的部分投影装置的示意图。
图6A及图6B分别为本发明另一实施例的部分投影装置在组装前后的示意图。
图7为本发明另一实施例的部分投影装置的示意图。
图8为本发明另一实施例的部分投影装置的示意图。
图9为本发明另一实施例的部分投影装置的示意图。
图10为本发明另一实施例的部分投影装置的示意图。
图11为图2的第一壳体内部的部分放大示意图。
图12为本发明另一实施例的第一壳体内部的部分放大示意图。
图13为本发明另一实施例的第一壳体内部的部分放大示意图。
具体实施方式
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下结合参考视图的优选实施例作出的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语(例如：上、下、左、右、前或后等)仅是参考附加视图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。
图1为本发明一实施例的投影装置的示意图，仅作为示意。请参考图1。本实施例提供的一种投影装置100包括照明系统110、光机模块120、投影镜头130、至少一第一壳体140、至少一光学元件150以及至少一第二壳体160(如图2)。其中，照明系统110用以提供照明光束LB。光机模块120配置于照明光束LB的传递路径上，用以转换照明光束LB为影像光束LI。投影镜头130配置于影像光束LI的传递路径上，且用以将影像光束LI投射出投影装置100至投影目标(未显示)，例如荧幕或墙面。
详细而言，照明系统110例如由多个发光元件、波长转换元件、匀光元件、滤光元件以及多个分合光元件组合而成，用以提供出不同波长的光束以形成照明光束LB。多个发光元件例如是发光二极管(Light Emitting Diode,LED)或激光二极管(Laser Diode,LD)。然而，本发明并不限定投影装置100中的照明系统110的种类或形态，其详细结构及实施方式可以由所属技术领域的公知常识获得足够的教示、建议与实施说明，因此不再赘述。
光机模块120例如由多个棱镜元件、至少一光阀以及多个不同种类的光学元件组合而成，用以接收照明系统110所提供的照明光束LB。光学元件150包括光阀，并借由光阀将照明光束LB调制成影像光束L1。光阀例如是液晶覆硅板(Liquid Crystal On Siliconpanel，LCoS panel)、数字微镜元件(Digital Micro-mirror Device，DMD)等反射式光调变器。在一些实施例中，光阀也可以是透光液晶面板(Transparent Liquid Crystal Panel)、电光调变器(Electro-Optical Modulator)、磁光调变器(Magneto-Optic modulator)、声光调变器(Acousto-Optic Modulator，AOM)等穿透式光调变器。本发明对光阀的型态及其种类并不加以限制。光阀将照明光束LB转换为影像光束LI的方法，其详细步骤及实施方式可以由所属技术领域的公知常识获得足够的教示、建议与实施说明，因此不再赘述。在本实施例中，光阀的数量为一个，例如是使用单个数字微镜元件的投影装置100，但在其他实施例中则可以是多个，本发明并不限于此。
投影镜头130例如包括具有屈光度的一个或多个光学镜片的组合，例如包括双凹透镜、双凸透镜、凹凸透镜、凸凹透镜、平凸透镜以及平凹透镜等非平面镜片的各种组合。在一个实施例中，投影镜头130还可以包括平面光学镜片，以反射方式将来自光机模块120的影像光束LI投射至投影目标。本发明对投影镜头70的型态及其种类并不加以限制。
图2为本发明另一实施例的部分投影装置的示意图。请参考图1及图2。图2所显示的部分投影装置至少可应用于图1的实施例中。至少一第一壳体140包括第一流道C1，用以让第一流体F1在第一流道C1中传递，第一流体F1用以将至少一光学元件150产生的热传递到至少一第一壳体140的外部。第一流体F1例如是水，但不以此为限制。至少一第二壳体160连接于至少一第一壳体140以形成容置空间E，且至少一光学元件150配置于容置空间E中。换句话说，在本实施例中，第一壳体140为具有高导热特性的壳体，而第二壳体160为金属壳体，不具有流道。
光学元件150可设置于照明系统110、光机模块120及投影镜头130中的至少一者，且光学元件150所产生的热借由在至少一第一壳体140内部传递的第一流体F1将热对流的方式传导到至少一第一壳体140的外部，以达到对光学元件150散热的效果。光学元件150可被定义为照明系统110的波长转换装置、光机模块120的至少一光阀以及光机模块120的棱镜元件或上述任意数量的组合。举例而言，在图1的实施例中，光学元件150A例如是照明系统110的波长转换装置(荧光轮)，光学元件150B例如是光机模块120的至少一光阀以及棱镜元件(例如是TIR prism)。如此一来，位于照明系统110以及光机模块120中的光学元件150可借由至少一第一壳体140的配置而达到散热效果。此外，至少一第一壳体140也可包覆部分的投影镜头130，借由第一壳体140而达到对投影镜头130散热的效果。上述的配置可进一步节省配置于第一壳体外侧的风扇装置，以降低组装难度，并节省风扇装置所需要的循环气流流道。
图3为本发明另一实施例的部分投影装置的示意图。请参考图3。本实施例所显示的部分投影装置100A类似于图2所显示的投影装置100。两者不同之处在于，在本实施例中，投影装置100A还包括至少一散热元件170，其配置于容置空间E中，用以对光学元件150(荧光轮)进行散热。举例而言，在本实施例中，散热元件170例如是风扇，且数量例如为两个，分别配置于光学元件150的相对两侧。如此一来，可进一步提升容置空间E中的对流效果，从而有效地将热传递到至少一第一壳体140，进而提升对光学元件150散热的效果。
图4为本发明另一实施例的部分投影装置的示意图。请参考图4。本实施例所显示的部分投影装置100B类似于图3所显示的投影装置100。两者不同之处在于，在本实施例中，光学元件150直接地连接于至少一第一壳体140。散热元件170配置于容置空间E中，用以对光学元件150进行散热。如此一来，光学元件150产生的热以热传导的方式传递至至少一第一壳体140，从而可进一步提升散热效果。
图5为本发明另一实施例的部分投影装置的示意图。请参考图5。本实施例所显示的部分投影装置100C类似于图4所显示的投影装置100。两者不同之处在于，在本实施例中，第一壳体140还包括多个散热鳍片142，其连接第一流道C1且位于容置空间E内。当光学元件150(荧光轮)产生热时，部分的热会以热传导的方式被第一流体F1直接带走，但同时借由散热元件170将另一部分的热以热对流的方式带到容置空间E内的空气中，而容置空间E内的空气所带的热将传递至多个散热鳍片142，再由多个散热鳍片142传导至第一流体F1。如此一来，可进一步提升容置空间E中的热对流效果，进而将提升散热效果。
图6A及图6B分别为本发明另一实施例的部分投影装置在组装前后的示意图。请参考图6A及图6B。本实施例所显示的部分投影装置100D类似于图3所显示的投影装置100A。两者不同之处在于，在本实施例中，第一壳体140还包括至少一第一锁附结构144，其对应连接于第二壳体160。在本实施例中，第一锁附结构144的数量例如为两个，分别配置于第一壳体140的前后端。如此一来，可加强第一壳体140与第二壳体160的气密程度，除了外部的灰尘无法进入容置空间E内之外，进一步提升内部热对流效果，且加强容置空间E内空气与第一壳体140之间的热交换。
图7为本发明另一实施例的部分投影装置的示意图。请参考图7。本实施例所显示的部分投影装置100E类似于图6B所显示的投影装置100D。两者不同之处在于，在本实施例中，第二壳体160A包括第二流道C2，用以让第二流体F2在第二壳体160A中传递，光学元件150所产生的热还借由第二流体F2传递到第二壳体160A的外部。换句话说，在本实施例中，第一壳体140与第二壳体160A皆为具有高导热特性的壳体，且具有各自独立的流道。在本实施例中，第一流体F1的传递方向与第二流体F2的传递方向相同。此外，第二壳体160A包括至少一第二锁附结构162，对应连接于至少一第一锁附结构144。如此一来，光学元件150可同时借由第一壳体140与第二壳体160A的配置而达到更好的散热效果。
图8为本发明另一实施例的部分投影装置的示意图。请参考图8。本实施例所显示的部分投影装置100E类似于图6B所显示的投影装置100D。两者不同之处在于，在本实施例中，第一流道C1与第二流道C2相连通，且第一流体F1流经第二流道C2。在本实施例中，例如配置连通件155于第一流道C1与第二流道C2之间，连通件155具有第三流道C3，用以连通第一流道C1与第二流道C2。连通件155可与第一壳体140以及第二壳体160A焊接、组装或一体成型而连接。如此一来，光学元件150可同时借由第一壳体140与第二壳体160A的配置而达到散热效果。
图9为本发明另一实施例的部分投影装置的示意图。请参考图9。本实施例所显示的部分投影装置100G类似于图2所显示的投影装置100。两者不同之处在于，在本实施例中，投影装置100G还包括冷却装置180，其连接于第一壳体140，用以冷却并传递第一流体F1。而冷却装置180与第一壳体140形成冷却系统CS。详细而言，在本实施例中，冷却装置180包括热交换器(heat exchanger)182、水箱(tank)184及泵(pump)186等构件，该冷却装置180与第一壳体140连接，第一流体F1于冷却系统CS中流动。如此一来，光学元件150可借由第一壳体140的配置而达到散热效果，可进一步节省配置于第一壳体外侧的风扇装置，以降低组装难度，并节省风扇装置所需要的循环气流流道。
图10为本发明另一实施例的部分投影装置的示意图。请参考图10。本实施例所显示的部分投影装置100H类似于图9所显示的投影装置100G。两者不同之处在于，在本实施例中，投影装置100H的第一壳体140的数量为多个，且冷却装置180连接于多个第一壳体140之间。如此一来，多个光学元件150可借由多个第一壳体140的配置而达到散热效果，举例而言，多个光学元件150例如是发光元件、光阀以及棱镜或部分投影镜头，多个第一壳体140可各自围绕上述的光学元件150或光学元件150的部分。此外，在其他实施例中，投影装置100H的第一壳体140可覆盖照明系统110、光机模块120和部分的投影镜头130，借由第一壳体140将多个光学元件150产生的热传递到第一壳体140的外部，可进一步节省配置于第一壳体外侧的风扇装置，以降低组装难度，并节省风扇装置所需要的循环气流流道。
图11为图2的第一壳体内部的部分放大示意图。图12为本发明另一实施例的第一壳体内部的部分放大示意图。图13为本发明另一实施例的第一壳体内部的部分放大示意图。请参考图11至图13。在不同的实施例中，第一壳体140A、140B、140C的内部还包括多个流道鳍片146、146A，其配置于第一流道C1中。举例而言，第一壳体140A的多个流道鳍片146的外型例如是柱状，如图11所显示。或者，第一壳体140B的多个流道鳍片146A的外型例如是翼状或片状，如图12所显示。在另一实施例中，第一壳体140C还可进一步将多个流道鳍片146设计配置为多层，排列于第一流道C1中，如图13所显示。如此一来，可进一步提升第一流体F1在第一流道C1中的热对流，并进一步提升散热效果。
综上所述，在本发明的投影装置中，照明系统、光机模块及/或投影镜头的部分壳体可设计为第一壳体，包括第一流道，用以让第一流体在第一壳体中传递。而至少一光学元件配置于由第一壳体与第二壳体所形成的容置空间中，且至少一光学元件为照明系统、光机模块及/或投影镜头中的元件，使光学元件所产生的热借由第一壳体中的第一流体传递至第一壳体的外部。如此一来，位于照明系统、光机模块及/或投影镜头中的光学元件可借由第一壳体的配置而达到散热效果，可进一步节省配置于第一壳体外侧的风扇装置，以降低组装难度，并节省风扇装置所需要的循环气流流道。
以上所述仅为本发明的优选实施例，当不能以此限定本发明实施的范围，即凡是依照本发明权利要求书及发明内容所作的简单的等效变化与修饰皆仍处于本发明专利涵盖的范围内。另外，本发明的任一实施例或权利要求书不须实现本发明所公开的全部目的或优点或特点。此外，说明书摘要分和发明名称仅用来辅助专利文件检索之用，并非用来限制本发明的权利范围。此外，本说明书或权利要求书中提及的“第一”、“第二”等用语仅用以命名元件(element)的名称或区别不同实施例或范围，而并非用来限制元件数量上的上限或下限。
附图标记列表
100,100A～100H:投影装置
110:照明系统
120:光机模块
130:投影镜头
140,140A～140C:第一壳体
142:散热鳍片
144:第一锁附结构
146,146A:流道鳍片
150,150A,150B:光学元件
155:连通件
160,160A:第二壳体
162:第二锁附结构
170:散热元件
180:冷却装置
182:热交换器
184:水箱
186:泵
C1:第一流道
C2:第二流道
C3:第三流道
CS:冷却系统
E:容置空间
F1:第一流体
F2:第二流体
LB:照明光束
LI:影像光束。

Claims (12)

1.一种投影装置，其特征在于，所述投影装置包括照明系统、光机模块、投影镜头、至少一第一壳体、至少一第二壳体以及至少一光学元件，其中：
所述照明系统用以提供照明光束；
所述光机模块配置于所述照明光束的传递路径上，用以将所述照明光束转换为影像光束；
所述投影镜头配置于所述影像光束的传递路径上，用以将所述影像光束投射出所述投影装置；
所述至少一第一壳体包括第一流道，用以让第一流体在其中传递；
所述至少一第二壳体连接于所述至少一第一壳体以形成容置空间；
所述至少一光学元件配置于所述容置空间中，其中，所述至少一光学元件所产生的热借由所述第一流体传递至所述至少一第一壳体的外部。
2.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述至少一光学元件为所述照明系统的波长转换装置、所述光机模块的至少一光阀、所述光机模块的棱镜元件、部分的所述投影镜头或上述任意数量的组合。
3.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述投影装置还包括至少一散热元件，所述至少一散热元件配置于所述容置空间中，用以对所述至少一光学元件散热。
4.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述至少一光学元件直接地连接所述至少一第一壳体。
5.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述至少一第一壳体还包括多个散热鳍片，所述多个散热鳍片连接所述第一流道且位于所述容置空间内。
6.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述至少一第一壳体还包括至少一第一锁附结构，所述至少一第一锁附结构对应连接于所述至少一第二壳体。
7.根据权利要求6所述的投影装置，其特征在于，所述至少一第二壳体包括至少一第二锁附结构，所述至少一第二锁附结构对应连接于所述至少一第一锁附结构。
8.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述至少一第二壳体包括第二流道，用以让第二流体在其中传递，所述至少一光学元件所产生的热还借由所述第二流体传递至所述至少一第二壳体的外部。
9.根据权利要求8所述的投影装置，其特征在于，所述第一流道与所述第二流道相连通，且所述第一流体流经所述第二流道。
10.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述投影装置还包括冷却装置，所述冷却装置连接于所述至少一第一壳体，用以冷却并传递所述第一流体，所述冷却装置与所述至少一第一壳体形成为冷却系统。
11.根据权利要求10所述的投影装置，其特征在于，所述至少一第一壳体的数量为多个，且所述冷却装置连接于所述多个第一壳体之间。
12.根据权利要求10所述的投影装置，其特征在于，所述至少一第一壳体还包括多个流道鳍片，所述多个流道鳍片配置于所述第一流道中。
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