CN101354522B - 投影装置 - Google Patents

Abstract

一种投影装置，包括一机壳、一光学引擎及一散热机构，机壳包括一下壳体及一盖合下壳体的上壳体，光学引擎设置于机壳内，且包括一光源模组，而散热机构包括一直立地设置于机壳内且邻近于光源模组一侧的第一鼓风扇，用以驱使气流冷却光源模组及机壳，第一鼓风扇的厚度尺寸大于其长度的二分之一及宽度的二分之一，藉由第一鼓风扇的配置，能提供***足够的空气流量以增加散热的效果，并提升***的可靠度。

Description

投影装置

技术领域

本发明涉及一种投影装置的散热机构，特别涉及一种薄型化投影装置的散热机构。

背景技术

如图1所示，现有的一种投影机1包括一机壳11，及设置于机壳11内的一光学引擎12、一鼓风扇(blower)13、二轴流风扇(axial fan)14、一电源供应器15及一控制电路板(图未示)。机壳11具有一下壳体111，及一盖合于下壳体111的上壳体(图未示)，光学引擎12包括一设置于下壳体111内的光源模组121，及一成像模组122，光源模组121包括一灯罩123及一设于灯罩123内的灯心(burner)(图未示)，且光源模组121可产生200W的发光功率。控制电路板设置于上壳体底面并与成像模组122电性连接，用以控制成像模组122所投射出的影像。鼓风扇13设于灯罩123的开口端124的左前方，用以驱使气流冷却灯罩123内部的灯心，因此鼓风扇13泛称投影机1的灯泡风扇(lamp blower)，两轴流风扇14设于下壳体111内且位于灯罩124的一侧，用以驱使气流冷却灯罩123及机壳11内的其它光学元件，因此轴流风扇14泛称投影机1的***风扇(system fan)，电源供应器15设于下壳体111内且位于两轴流风扇14前侧，用以提供部分工作电压至光源模组121的灯罩123内的灯心。

参阅图1及图3，图3为投影机1所用的***风扇特性及经由数值模拟所计算出来的***空气流量值，投影机1的每一轴流风扇14的长度L、宽度W、厚度T尺寸为45mm×45mm×15mm，其在无气体阻抗时所计算出来的最大流量为10.3CFM，但轴流风扇14所能提供的最大静压(static pressure)为0.1inH₂O，即轴流风扇14所能抵抗气体阻抗的能力小，因而无法有效克服薄型化投影***的高气体阻抗特性，以致使两轴流风扇14所能提供的最大流量20.6CFM经过***内的气体阻抗后，实际上所能提供的空气流量仅为5.9CFM，其与鼓风扇13的空气流量相加后所得到的***总流量为8.1CFM，无法满足投影机1所需至少大于10CFM的空气流量，使得光源模组121的灯心工作时温度提高，因此***内的空气由下壳体111的后侧壁112的出风孔113排出时，会导致出风孔113处的温度提高而产生安全上的顾虑，同时造成***的可靠度降低。

如图2所示，现有另一种投影机2，其主要构造大致与图1中的投影机1相同，不同之处仅在于投影机2的两轴流风扇24是设置在下壳体211的后侧壁212紧邻于出风孔213处，藉由改变两轴流风扇24的配置位置，使得两轴流风扇24实际所提供的空气流量与鼓风扇23的空气流量相加后能达到12.8CFM(如图3所示)。然而，两轴流风扇24实际所能提供的空气流量仅9.7CFM(如图3所示)，还不到其最大风量的50％，因此实际输出的效率明显不佳。此外，由于两轴流风扇24是将***内部所产生的热气经由轴流风扇24的进风口241吸入并经后侧壁212的出风孔213排出，导致两轴流风扇24的进风口241附近的温度超过一般业界所生产的风扇的最高工作温度(70℃)，因此对于两轴流风扇24的使用寿命及可靠度而言产生很大的影响。

另一方面，目前业界有采用以一颗厚度薄但长度及宽度大的鼓风扇做为投影机的***风扇，其采横躺的配置方式设置于投影机的机壳内，然而为了有效提供***足够的空气流量，除了鼓风扇的厚度因配合机壳厚度而无法改变外，鼓风扇的长度及宽度必需够大，使其静压值能提高，以提供***所需的空气流量，但此种配置方式会造成机壳的长度及宽度增加，使得投影机在使用时需占据较大的使用空间，并增添使用者携带上的不便。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种投影装置，藉由散热机构的鼓风扇的配置，能提供***足够的空气流量以增加散热的效果，并提升***的可靠度。

为达上述目的，本发明的一实施例提出一种投影装置，包括一机壳、一光学引擎，及一散热机构。机壳包括一下壳体及一盖合下壳体的上壳体，光学引擎设置于机壳内，且包括一光源模组，而散热机构包括一直立地设置于机壳内且邻近于光源模组一侧的第一鼓风扇，用以驱使气流冷却光源模组及机壳，第一鼓风扇的厚度尺寸大于其长度的二分之一及宽度的二分之一。

本发明的实施例更提出另一种投影装置，其包括上述的投影装置内的元件外，其中，散热机构更包括多个直立间隔排列地设置于机壳内且邻近于光源模组一侧的第一鼓风扇，用以驱使气流冷却光源模组及机壳。

本发明的投影装置，藉由至少一第一鼓风扇的高静压及高流量的特性，能提供***足够的空气流量以增加散热的效果，并提升***的可靠度，同时降低***内部的噪音。此外，藉由第一鼓风扇的配置，能增加使用的弹性，并减小机壳设计时的体积以便于携带，同时可降低制造与运输的成本。

附图说明

图1是一种现有投影机的内部示意图；

图2是另一种现有投影机的内部示意图；

图3是前述两现有投影机的***风扇特性及经由数值模拟所计算出来的***空气流量值表；

图4是本发明一实施例的投影装置的一内部示意图；

图5是图4中的第一鼓风扇的右侧立体图；

图6是图4中的第一鼓风扇的左侧立体图；

图7是本发明另一实施例的投影装置的内部示意图；

图8是图7中的一局部放大后侧视图，说明两第一鼓风扇与灯泡的配置关系；

图9是图7中的前侧视图；

图10是图7的***风扇特性及经由数值模拟所计算出来的***空气流量值表。

具体实施方式

有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合附图的两个优选实施例的详细说明中，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，仅是参考附加图示的方向。因此，使用的方向用语是用来说明非限制本发明。

请参阅图4，本发明一实施例的投影装置3包括一机壳31，及分别设置于机壳31内的一光学引擎4、一散热机构5、一电源供应器6及一控制电路板7。

在本实施例中，机壳31的厚度(或称高度)规格小于50mm，其包括一下壳体311，及一可盖合于下壳体311的上壳体32，下壳体311具有一前侧壁312与一后侧壁313，前侧壁312开设有多个供气流进入的进风孔314，后侧壁313则开设有多个用以供气流排出的出风孔315，出风孔315为多条水平并列的长条状穿孔。光学引擎4包括分别设置于机壳31中的下壳体311内的一光源模组41，及一成像模组42，另有其余的光学元件并非本发明的技术特征，加以省略不予赘述。光源模组41具有一灯罩411，及一位于灯罩411内部的灯心412，且光源模组41更包括一位于灯罩411上的开口端413。成像模组42设置于下壳体311内并位于光源模组41所产生的一光束的传递路径上。

散热机构5包括一第一鼓风扇51及一第二鼓风扇52。第一鼓风扇51设置于机壳31内且邻近于光源模组41一侧，第二鼓风扇52设置于机壳31内且邻近于光源模组41的开口端413。于本实施例中，第一鼓风扇51例如为投影装置3中的***风扇，第二鼓风扇52例如为投影装置3中的灯泡风扇。控制电路板7设置于上壳体32的一底面并与成像模组42电性连接，用以控制成像模组42所投射出的影像。电源供应器6则设置于下壳体311内的前侧壁312处，且位于第一鼓风扇51的一侧，用以提供光源模组41的灯心412及控制电路板7工作时的工作电压。

更详细地说，请参阅图4、图5及图6，第一鼓风扇51直立排列地设置于下壳体311内并位于光源模组41的一侧与电源供应器6之间，用以驱使气流冷却光源模组41及机壳31，机壳31的厚度例如为49mm，第一鼓风扇51的长度L、宽度W、厚度T的尺寸例如为45mm×45mm×40mm，并具有一第一进风口511、一位于第一进风口511相对侧的第二进风口512，及一呈矩形状并朝向光源模组41的出风口513，其中第一进风口511的孔径大于第二进风口512的孔径。第二鼓风扇52直立地设置于下壳体311内的后侧壁313处且位于灯罩411的开口端413前侧，第二鼓风扇52包括一第一进风口521、一第二进风口522，及一朝向灯罩411的开口端413的出风口523，第一、第二进风口521、522用以吸入气流使其经出风口523吹出后冷却灯罩411内部的灯心412。

在本发明的另一实施例中，如图7所示(各元件的标示与图4相同)，投影装置3的设置与图4所示相同，而不同的特征处在于散热机构5包括多个用以当作***风扇的第一鼓风扇51，及一用以当作灯泡风扇的第二鼓风扇52，于本实施例中，第一鼓风扇51以二个为例作说明。

请参阅图7、图8及图9，二个第一鼓风扇51直立且间隔排列地设置于机壳31中的下壳体311内，并位于光源模组41中的灯罩411与电源供应器6之间。

二个第一鼓风扇51的出风口513皆是朝向光源模组41的方向，其中之一第一鼓风扇51(图7中左侧的第一鼓风扇)的出风口513位于一顶端处，而另一第一鼓风扇51(图7中右侧的第一鼓风扇)是翻转180度后，使其出风口513位于一底端处，因此两第一鼓风扇51的出风口513是呈一上一下的配置方式朝向光源模组41的灯罩411。此外，因右侧第一鼓风扇51是翻转180度后设于下壳体311上，所以第一鼓风扇51的第一进风口511(图5)或第二进风口512分别对应于另一第一鼓风扇51的第一进风口511或第二进风口512。

藉由两第一鼓风扇51的间隔设置，使得两第一鼓风扇51的第一、第二进风口511、512皆可进风，此种双边进风的设计方式，使第一鼓风扇51的扇叶514(图5)在与一般业界使用的单边进风的鼓风扇的扇叶(图未示)相同转速下，第一鼓风扇51能提供较单边进风的鼓风扇更大的进风量。此外，由于第一进风口511的孔径大于第二进风口512的孔径，使得第一进风口511的进风量大于第二进风口512的进风量，因此两第一鼓风扇51在配置于下壳体311上时，彼此之间的间距可以缩小，且不会增加第二进风口512进风时的阻抗，并可使两第一鼓风扇51的出风口513能对准于灯罩411，以冷却灯罩411外部。值得一提的是，两第一鼓风扇51的出风口513可分别连接一导风管(图未示)，使导风管可将出风口513所吹出的风直接导流至灯罩411处，藉以提升冷却光源模组41的灯罩411外部的效率。

更进一步说明，如图8及图9所示，由于两第一鼓风扇51的出风口513是采一上一下的配置方式，使得邻近上壳体32的出风口513所吹出的气流可以冷却光源模组41的灯罩411上方以及上壳体32，而邻近下壳体311的出风口513所吹出的气流可以冷却光源模组41的灯罩411下方以及下壳体311，藉此以有效并均匀地冷却光源模组41的灯罩411上、下半部的区域，增加散热的效果。

此外，两第一鼓风扇51的出风口513处更可连接一分流导管装置(图未示)，以将出风口513所吹出的部分风量导流至灯罩411内部冷却灯心412(图7)，藉此取代灯泡风扇既第二鼓风扇52的作用，可减少投影装置3内部风扇的配置数量，及减少重量并降低制造的成本。

另一方面，随着应用场所的不同，目前业界设计鼓风扇时的长度L、宽度W、厚度T可为45mm×45mm×20mm、60mm×60mm×25mm或75mm×75mm×30mm等或更大的尺寸，前述尺寸比例大都采1∶1∶小于1/2的设计方式，亦即厚度T的尺寸大小会小于长度L或宽度W的一半，由于鼓风扇具有高静压的特性，即其所能抵抗***内的气体阻抗的能力大，但其可提供的最大流量较轴流风扇小，为了使鼓风扇除了具有高静压的特性外，又能兼具有轴流风扇的高流量的特性，因此在本实施例中特将第一鼓风扇51的厚度T增加，使其流量随厚度的增加而变大，使第一鼓风扇51能较一般业界所采用的厚度较薄的鼓风扇具有更大的流量，故在本发明的实施例中第一鼓风扇51尺寸的设计比例为1∶1∶大于1/2，亦即第一鼓风扇51厚度T尺寸的大小会大于长度L的二分之一和宽度W的二分之一。

如图7及图10所示，其为投影装置3的***风扇特性及经由数值模拟所计算出来的***空气流量值，***风扇的每一第一鼓风扇51的最大流量为8.03CFM，其最大静压值为0.316inH₂O，两第一鼓风扇51所能提供的最大流量16.06CFM经过***内的气体阻抗后，实际上所能提供的空气流量与第二鼓风扇52的空气流量相加后达到12.8CFM，能满足投影装置3***所需大于10CFM的空气流量，而达到良好的散热效果，以降低***内部的温度，并提升投影装置3的***可靠度。

此外，由于第一鼓风扇51的高静压特性，两第一鼓风扇51所组成的***风扇实际上所提供的空气流量可达到10.1CFM，其可超过两第一鼓风扇51所提供最大流量的50％的流量，因此，由第一鼓风扇51所组成的***风扇除了可提供与轴流风扇相当的高流量外，并提供比轴流风扇更高的静压特性，所以此种大厚度的第一鼓风扇51更适合用于薄型化投影装置3的***风扇。

另外，藉由多颗厚度厚但长度及宽度小的第一鼓风扇51当作***风扇，相较于目前业界使用单一厚度薄但长度及宽度大的鼓风扇而言，在配置于投影装置3的机壳31内时具有更多的弹性，可减小机壳31设计时的体积以便于携带，并能降低制造与运输的成本。两第一鼓风扇51的配置，在不需提高转速的情况下，可使流量较单一鼓风扇增加一倍，相较于单一鼓风扇为了增加流量而提高转速的作法，以多颗风扇的配置可达到降低噪音的功效。

值得一提的是，在上述实施例中，虽然散热机构5是采取两颗第一鼓风扇51的设计方式，但随着光源模组41的功率有所不同，第一鼓风扇51设计时的数量也可随之改变，当光源模组41的发光功率小于200W时，散热机构5可采一颗直立设置的第一鼓风扇51作为***风扇，而当光源模组41的发光功率大于200W时，散热机构5即可采多数颗直立且间隔排列的第一鼓风扇51作为***风扇。

归纳上述，本实施例的投影装置3，藉由至少一第一鼓风扇51的高静压及高流量的特性，能提供***足够的空气流量以增加散热的效果，并提升***的可靠度，同时降低***内部的噪音。此外，第一鼓风扇51的配置，能增加使用的弹性，并减小机壳31设计时的体积以便于携带，同时可降低制造与运输的成本，故确实能达到本发明所诉求的目的。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明权利要求及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，仍属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不须达成本发明所公开的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用，并非用来限制本发明的权利范围。

【附图标记说明】

1、2 投影机

11、21 机壳

12、22 光学引擎

13、23 鼓风扇

14、24 轴流风扇

15、25 电源供应器

111、211 下壳体

112、212 后侧壁

113、213 出风孔

121、221 光源模组

122、222 成像模组

123、223 灯罩

124、224 开口端

3 投影装置

31 机壳

311 下壳体

312 前侧壁

313 后侧壁

314 进风孔

315 出风孔

32 上壳体

4 光学引擎

41 光源模组

411 灯罩

412 灯心

413 开口端

42 成像模组

5 散热机构

51 第一鼓风扇

511、521 第一进风口

512、522 第二进风口

513、523 出风口

514 扇叶

52 第二鼓风扇

6 电源供应器

7 控制电路板

Claims (10)

1.一种投影装置，包括：

机壳，包括下壳体及盖合下壳体的上壳体；

光学引擎，设置于机壳内，且光学引擎包括一光源模组；和

散热机构，包括：

至少一个第一鼓风扇，设置于机壳内且邻近于光源模组的一侧，用以驱使气流冷却光源模组及机壳，其中第一鼓风扇的厚度尺寸大于第一鼓风扇长度的二分之一及宽度的二分之一。

2.如权利要求1所述的投影装置，其特征在于，机壳厚度规格小于50mm，第一鼓风扇的长度、宽度、厚度尺寸为45mm×45mm×40mm。

3.如权利要求1所述的投影装置，其特征在于，第一鼓风扇包括第一进风口，以及朝向光源模组的出风口。

4.如权利要求3所述的投影装置，其特征在于，第一鼓风扇还包括第二进风口，第二进风口位于第一鼓风扇的第一进风口的相对侧，且第一进风口的孔径大于第二进风口的孔径。

5.如权利要求1所述的投影装置，其特征在于，散热机构还包括第二鼓风扇，第二鼓风扇设置于机壳内且邻近于光源模组的一开口端。

6.如权利要求5所述的投影装置，其特征在于，光学引擎还包括一成像模组，位于光源模组所产生的一光束的传递路径上，且成像模组、光源模组、第一鼓风扇及第二鼓风扇设置于下壳体内。

7.如权利要求6所述的投影装置，其特征在于，还包括控制电路板，设置于上壳体的一底面，且控制电路板与成像模组电性连接，用以控制成像模组所投射出的影像。

8.如权利要求1所述的投影装置，其特征在于，还包括电源供应器，设置于下壳体内且位于第一鼓风扇一侧，而第一鼓风扇位于光源模组及电源供应器之间。

9.如权利要求3所述的投影装置，其特征在于，散热机构包括多个第一鼓风扇，所述多个第一鼓风扇的其中一个第一鼓风扇的出风口位于该第一鼓风扇的一顶端，而其余的第一鼓风扇的出风口位于所述其余的第一鼓风扇的一底端。

10.如权利要求1所述的投影装置，其特征在于，散热机构包括多个第一鼓风扇，所述多个第一鼓风扇间隔排列地设置于机壳内。

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