DE20018447U1 - Wärmeabführ-Bauteil für das Anzeigetafelelement eines optischen Systems - Google Patents

Description

TERMEER STEINMEISTER & PARTNER GbR

PATENTANWÄLTE - EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

Dr. Nicolaus ter Meer, Dipl.-Chem. Helmut Steinmeister, Dipl.-Ing.

Peter Urner, Dipi.'Phys. Manfred Wiebusch

Gebhard Merkle, Dipl.-Ing. (FH)

Bernhard P. Wagner, Dipl.-Phys.

Mauerkircherstrasse 45 Artur-Ladebeck-Strasse 51

D-81679 MÜNCHEN D-3361 7 BIELEFELD

Case: Q0722 Ur/Js/ho

27. Oktober 2000

OPTOMA CORPORATION

No. 11, Li Hsin Rd., Science-Based Industrial Park,
Hsinchu, Taiwan, Rep. China

Wärmeabführ-Bauteil für das Anzeigetafelelement
eines optischen Systems

Priorität: 14. Juli 2000, Taiwan, Rep. China, Nr. 89212246

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Wärmeabführ-Bauteil, insbesondere ein solches für ein Anzeigetafelelement eines optischen Systems .

In einer Vorrichtung unter Verwendung eines optischen Systems, wie in einem Overheadprojektor, erzeugen die jeweiligen optischen Elemente aufgrund des Lichts, das von der Lichtquelle innerhalb der Vorrichtung her durchgelassen wird, Wärme. Jedoch weisen die jeweiligen optischen Elemente, wie eine LCD-Anzeigetafel, ein polarisierender Strahlteiler (nachfolgend als PBS bezeichnet), eine Polarisationslinse und einschlägige Bauteile Betriebstemperaturgrenzen auf, die dann, wenn sie überschritten werden, ihre Funktion

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beeinträchtigen. So müssen die vorstehend genannten Anzeigetafelelemente eine geeignete Einrichtung zum Abführen von Wärme aufweisen. Ferner erzeugen auch elektrische Leiterplatten Wärme, so dass dann, wenn solche dicht aneinandergesetzt werden oder in der Nähe anderer Elemente angeordnet werden, ein Wärmeabführ-Bauteil erforderlich ist, um die elektrischen Leiterplatten zu kühlen.

Das bekannte Wärmeabführ-Bauteil besteht z. B. in einem Axiallüfter, der über oder unter einem Anzeigetafelelement angeordnet ist, damit ein Luftstrom gegen dieses und zu Nahtstellen desselben zwangsweise ausgeblasen wird, um das Anzeigetafelelement zu kühlen. Jedoch weist ein derartiges bekanntes Bauteil die folgenden Nachteile auf:

1. Ein ungleichmäßiger Luftstrom führt zu einem ungleichmäßigen Wärmeabführeffekt.

2. Im Luftstrom wird Turbulenz erzeugt, die mit umgebenden Hindernissen wechselwirkt und Geräusche erzeugt.

3. Aus großen Druckverlusten im Luftstrom ergibt sich inef-

0 fektive Wärmeabfuhr, wobei die Menge der Luft, die zu den Nahtlinien des Anzeigetafelelements dringt, begrenzt ist, obwohl der Druck des Luftstroms in der Nähe des LÜfterauslasses ausreichend ist. Ferner ist der Druckverlust der Luft in den Nahtlinien relativ groß.

4. Der Luftstrom kann zu Wärmeabfuhrzwecken nicht auf ein spezielles Element konzentriert werden.

5. Der Installationsort für den Lüfter ist beschränkt, da er lose im das optische Element umgebenden Bereich angebracht werden kann, so dass er also nicht frei im restlichen unbe-0 legten Raum der Vorrichtung installiert werden kann.

6. Die Menge der zu den Nahtlinien dringenden Luft kann durch Einstellen der Drehzahl des Lüfters nicht genau für die gewünschte Wärmeabfuhr eingestellt werden.

Ein anderes bekanntes Wärmeabführ-Bauteil verwendet einen

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Radiallüfter. Zwar kann ein Radiallüfter einen gleichmäßigen Luftstrom erzeugen, jedoch ist seine Größe relativ groß, weswegen die Installation durch den Raum der Vorrichtung beschränkt ist. Daher kann bei einer Vorrichtung, die für kleine Größe und geringes Gewicht gebaut ist, kein Radiallüfter verwendet werden.

Eine der Aufgaben der Erfindung besteht im Schaffen eines Wärmeabführ-Bauteils für ein Anzeigetafelelement eines optisehen Systems. Durch eine Öffnung in einer Leitung wird ein gleichmäßiger Luftstrom in Blattform erzeugt. Der Luftstrom strömt entlang einer Fläche eines Anzeigetafelelements, um den Wirkungsgrad bei der Wärmeabfuhr zu erhöhen, wobei gleichzeitig die Erzeugung von Geräuschen und Druckverluste im Luftstrom, die aus Turbulenzen herrühren, vermieden sind.

Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht im Schaffen eines Wärmeabführ-Bauteils für ein Anzeigetafelelement eines optischen Systems mit einem Ablenker innerhalb einer Leitung, 0 damit die Strömungsrate der durch mehrere Öffnungen in der Leitung strömenden Luft eingestellt werden kann.

Um diese Aufgaben zu lösen, ist ein erfindungsgemäßes Wärmeabführ-Bauteil so beschaffen, dass es die Fläche eines Anzeigetafelelements kühlt. Das erfindungsgemäße Wärmeabführ-Bauteil besteht aus einem mit einem Auslass versehenen Lüfter und einer Leitung, deren eines Ende an diesem Auslass befestigt ist. Die Leitung ist mit mindestens einer Öffnung versehen, die entsprechend der Kante eines Anzeigetafelele-0 ments ausgebildet ist.

Mittels dieser Konstruktion kann der durch die Öffnung der Leitung austretende Luftstrom entlang der Fläche des Anzeigetafelelements strömen. So ist der Wirkungsgrad der Wärmeabfuhr erhöht, und Turbulenzen sind vermieden, so dass die

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Erzeugung von sowohl Geräuschen als auch Druckverlusten des Luftstroms vermieden ist.

Ferner können innerhalb der Leitung Ablenker angebracht sein, um den Luftstrom zu verteilen und zu lenken, wodurch die Strömungsrate der durch jede Öffnung in der Leitung strömenden Luft einstellbar ist.

Die oben genannten Aufgaben sowie verschiedene andere Aufgaben, Vorteile und Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung unter Berücksichtigung der beigefügten Zeichnungen vollständiger zu verstehen sein.

Fig. 1 bis 7 sind perspektivische Ansichten eines ersten bis siebten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung.

Gemäß Fig. 1 verfügt ein Wärmeabführ-Bauteil gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung für ein 0 optisches System eines Overheadprojektors über einen Lüfter 1 mit einem Auslass 11 sowie eine Leitung 2. Ein Ende der Leitung 2 ist am Auslass 11 des Lüfters angebracht, während das andere Ende derselben mit einer langen rechteckigen Öffnung 21 versehen ist, die entsprechend dem Unterrand 3 2 eines Anzeigetafelelements 3 ausgerichtet ist. Bei dieser Erscheinungsform der bevorzugten Ausführungsbeispiele kann das Anzeigetafelelement eine LCD-Tafel, ein PBS, eine Polarisationslinse oder eine Leiterplatte, aber auch andere Bauteile, sein.

Mittels dieser Konstruktion läuft ein Luftstrom, nachdem der Lüfter eingeschaltet wurde, durch die Leitung 2 und erreicht ein Wärmeabfuhr benötigendes Gebiet. Dann wird durch die lange rechteckige Öffnung 21 in der Leitung ein gleichmäßiger Luftstrom in Blattform erzeugt und zum Unterrand 32 des

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Anzeigetafelelements 3 geblasen. Daher strömt der Luftstrom gleichmäßig nach oben entlang der Fläche 31 des Anzeigetafelelements 3. So wird keine Turbulenz wegen Wechselwirkung mit umgebenden Hindernissen erzeugt, und es ist dadurch die Entstehung von sowohl Geräuschen als auch Druckverlusten im Luftstrom vermieden, so dass im Ergebnis ein hervorragender Effekt der Wärmeabfuhr für die Fläche 31 des Anzeigetafelelements 3 erzielt wird.

Die Erfindung weist die folgenden Vorteile auf:

1. Es wird ein gleichmäßiger Luftstrom in Blattform erzeugt und gleichmäßig verteilt, während die Luftstromrate durch Einstellen der Drehzahl des Lüfters eingestellt werden kann, um hervorragende Wärmeabfuhr zu erzielen.

2. Ein Luftstrom strömt gleichmäßig entlang der Fläche 31 des Anzeigetafelelements 3 nach oben, ohne irgendwelche Turbulenzen hervorzurufen, so dass die Erzeugung von Geräuschen oder Druckverlusten im Luftstrom vermieden ist.

3. Das Design der Öffnung in der Leitung entspricht den An-0 Ordnungspositionen und Formen von Wärmeabfuhr benötigenden Elementen, so dass die beste Wirkung der Wärmeabfuhr erzielt werden kann, während minimale Energie verbraucht wird.

4. Luftströme können wirkungsvoll auf die Nahtlinien von Anzeigetafelelementen gelenkt werden, um diese ohne Störung durch umgebende Hindernisse zu kühlen, so dass große Druckverluste im Luftstrom durch Wechselwirkung mit umgebenden Hindernissen vermieden sind. Daher kann die Wirkung der Wärmeabfuhr verbessert werden.

5. Ein durch die Verwendung der Leitung konzentrierter Luftstrom kann entsprechend einem speziellen Wärmeabfuhrerfordernis eines speziellen Elements ausgerichtet werden, um die Wirkung der Wärmeabfuhr zu erhöhen.

6. Die Installation des Lüfters ist einfach. Die Verwendung einer Leitung zum Lenken des Luftstroms ermöglicht es, dass der Lüfter frei installiert werden kann, so dass die ein-

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gangs genannte Unzweckmäßigkeit betreffend die Installation des Wärmeabführ-Bauteils wegen Einschränkungen des Installationsorts des Lüfters nicht mehr existiert.

7. Die Erfindung kann das Erfordernis der Wärmeabfuhr an Anzeigetafelelementen mit großer Fläche erfüllen, wobei gleichzeitig sowohl eine gleichmäßige Wirkung als auch ein hoher Wirkungsgrad der Wärmeabfuhr erzielt werden.

Gemäß Fig. 2 ist bei dieser Erscheinungsform bevorzugter Ausführungsbeispiele die Leitung 2 mit sechs langen rechteckigen Öffnungen 22 in U-Anordnung versehen, so dass drei Sätze paralleler Öffnungen gebildet sind. So können die Öffnungen auf mehrere Anzeigetafelelemente in U-Anordnung zielen, um Wärme abzuführen.
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Gemäß Fig. 3 ist bei dieser Erscheinungsform bevorzugter Ausführungsbeispiele die Leitung 2 mit einer langen rechteckigen Öffnung 23 versehen, die über einen weiteren mittleren Abschnitt 231 verfügt. Daher ist die Strömungsrate der 0 durch den mittleren Abschnitt 231 strömenden Luft größer, um die Wärmeabfuhr im mittleren Abschnitt des Anzeigetafelelements zu erhöhen.

Gemäß Fig. 4 ist bei dieser Erscheinungsform bevorzugter Ausführungsbeispiele die Leitung 2 mit einer bogenförmigen Öffnung 24 und mehreren kurzen linienförmigen Öffnungen 25, die entlang einer Bogenlinie angeordnet sind, versehen. Daher können diese Öffnungen eine Anpassung an ein Anzeigetafelelement mit bogenförmiger Oberfläche oder an eine Anzahl von Anzeigetafelelementen, die in Form einer Bogenlinie angeordnet sind, bewerkstelligen, um Wärme abzuführen.

Gemäß Fig. 5 ist bei dieser Erscheinungsform bevorzugter Ausführungsbeispiele die Leitung 2 mit drei langen rechteckigen Öffnungen 2 6 mit U-Anordnung versehen. Bei dieser

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Erscheinungsform bevorzugter Ausführungsbeispiele ist jeweils ein Lüfter 1 an den beiden Enden der Leitung 2 angebracht, um eine größere Luftströmungsrate zu erzielen.

Gemäß Fig. 6 ist bei dieser Erscheinungsform bevorzugter Ausführungsbeispiele die Leitung 2 mit drei langen rechteckigen Öffnungen 27 in U-Anordnung versehen, wobei sie mit einem Lüfter 1 verbunden ist. Nahe den Öffnungen 27 sind innerhalb der Leitung 2 drei Ablenker 29 angebracht, wobei der Luftstrom unter Verwendung derselben aufgeteilt wird, um gleichmäßig durch diese drei Öffnungen 27 zu strömen.

Gemäß Fig. 7 ist bei dieser Erscheinungsform bevorzugter Ausführungsbeispiele die Leitung 2 mit drei langen rechteckigen Öffnungen 27 mit U-Anordnung versehen und mit zwei Lüftern 1 verbunden. Nahe den Öffnungen 27 sind innerhalb der Leitung 2 zwei Ablenker 29 installiert, wobei unter Verwendung derselben der von den zwei Lüftern 1 erzeugte Luftstrom so unterteilt wird, dass er gleichmäßig durch diese drei Öffnungen 27 strömt.

Claims (4)

1. Wärmeabführ-Bauteil für ein Anzeigetafelelement (3) eines optischen Systems, um eine Fläche (31) des Anzeigetafelelements zu kühlen, mit:

- einem mit einem Auslass (11) versehenen Lüfter (1) und

- einer Leitung (2), deren eines Ende am Auslass des Lüfters angebracht ist und die mit mindestens einer Öffnung (21) versehen ist, die entsprechend der Kante der genannten Fläche des Anzeigetafelelements ausgerichtet ist, damit ein durch diese Öffnung strömender Luftstrom entlang der Fläche des Anzeigetafelelements strömen kann.

2. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigetafelelement (3) eine LCD-Tafel, ein polarisierender Strahlteiler, eine Polarisationslinse, eine elektrische Leiterplatte oder ein anderes Bauteil ist.

3. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (2) ferner mehrere Ablenker (29) aufweist, um den durch die Öffnung (21) in der Leitung strömenden Luftstrom zu verteilen und einzustellen.

4. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (21) in der Leitung (2) ein langes Rechteck ist.