TWI559072B - 投影機及光機模組 - Google Patents

Description

投影機及光機模組

本發明是有關於一種光學裝置及光學模組，且特別是有關於一種投影機及光機模組。

投影機利用光閥將來自光源的照明光束轉換為影像光束，並利用投影鏡頭將此影像光束轉換為投影光束並投射出。隨著投影機的投影亮度的提升，光閥作用時所產生的熱相應增加。為了避免光閥過熱，會以增加散熱模組體積及散熱風扇轉速等方式來提升對光閥的散熱效率。然而，此舉會大幅增加投影機的體積及產生過多的噪音。此外，僅於光閥的後端設置散熱模組而未能有效對光閥的前端進行散熱，會導致光閥前端與光閥後端溫差過大而產生非預期的內應力，使光閥的使用壽命降低。

上述先前技術段落只是用來幫助了解本發明內容，因此在先前技術段落所揭露的內容可能包含一些沒有構成所屬技術領域中具有通常知識者所知道的先前技術。在先前技術段落所揭露的內容，不代表該內容或者本發明一個或多個實施例所要解決的問題，也不代表在本發明申請前已被所屬技術領域中具有通常知 識者所知曉或認知。

本發明提供一種投影機及光機模組，可有效地對光閥進行散熱。

本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。

為達上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本發明的一實施例提供一種投影機，包括光源、光機模組及鏡頭。光源用於提供照明光束。光機模組包括光閥、殼體及導熱結構。光閥用於將照明光束轉換成影像光束，其中光閥具有相對的前端部及後端部。前端部承靠於殼體。導熱結構配置於殼體上，且至少部分地圍繞前端部。鏡頭配置於殼體上，且用於將影像光束轉換成投影光束。

為達上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本發明的一實施例提供一種光機模組，包括光閥、殼體及導熱結構。光閥具有相對的前端部及後端部。前端部承靠於殼體。導熱結構配置於殼體上，且至少部分地圍繞前端部。

在本發明的投影機與光機模組的一實施例中，上述的光機模組還包括後端散熱模組，後端散熱模組配置於後端部。

在本發明的投影機與光機模組的一實施例中，上述的光機模組還包括前端散熱模組，前端散熱模組連接於導熱結構。

在本發明的投影機與光機模組的一實施例中，上述的前端散熱模組包括散熱鰭片組及至少一熱管。熱管連接於導熱結構與散熱鰭片組之間。

在本發明的投影機與光機模組的一實施例中，上述的前端散熱模組包括散熱鰭片組及至少一水冷管。水冷管連接於導熱結構與散熱鰭片組之間。

在本發明的投影機與光機模組的一實施例中，上述的光機模組還包括至少一致冷晶片(thermoelectric cooler)，致冷晶片配置於殼體與導熱結構之間。

在本發明的投影機與光機模組的一實施例中，上述的光機模組還包括無效光接收板(off ray plate)，無效光接收板配置於殼體上且用於接收來自光閥的無效光，至少部分的導熱結構位於前端部與無效光接收板之間。

在本發明的投影機與光機模組的一實施例中，上述的光閥具有光反射面，光反射面位於前端部且用於將來自光源的光束反射至鏡頭。

基於上述，本發明的實施例至少具有以下其中一個優點，在本發明的上述實施例中，光機模組的殼體上設置了導熱結構，且導熱結構圍繞光閥的前端部。藉此，光閥作用時所產生的熱不僅可透過位於其後端部的後端散熱模組進行散熱，更可透過圍繞其前端部的導熱結構及對應的前端散熱模組進行散熱，以進一步提升光閥的散熱效率，並使光閥的前端部與後端部具有較小 的溫差，從而提升光閥的使用壽命。在本發明的上述實施例中，由於導熱結構是連接於殼體並透過殼體接收來自光閥的熱，亦即導熱結構沒有直接連接於光閥而是分離於光閥，故導熱結構的設置不會影響光閥的組裝定位準確度，而可確保投影機具有良好的投影品質。再者，在本發明的上述實施例中，配置於殼體上的導熱結構可有效地對殼體進行散熱，使配置於殼體內的其他光學元件皆能夠獲得良好的散熱效果。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉多個實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

100‧‧‧投影機

110‧‧‧光源

120、220、320、420‧‧‧光機模組

122、222、322、422‧‧‧光閥

122a、222a、322a、422a‧‧‧前端部

122b、222b、322b、422b‧‧‧後端部

124、224、324、424‧‧‧殼體

126、226、326、426‧‧‧導熱結構

127、227、327、427‧‧‧無效光接收板

128、228‧‧‧後端散熱模組

129、229、329、429‧‧‧前端散熱模組

129a、229a、329a、429a‧‧‧散熱鰭片組

129b、229b、329b、429b‧‧‧熱管

130、230‧‧‧鏡頭

225‧‧‧致冷晶片

L1‧‧‧照明光束

L2‧‧‧影像光束

L3‧‧‧投影光束

L4‧‧‧無效光

S‧‧‧光反射面

圖1是本發明一實施例的投影機的方塊示意圖。

圖2是本發明一實施例的投影機的光機模組與鏡頭的側視示意圖。

圖3是圖2的光機模組的後視示意圖。

圖4是本發明另一實施例的光機模組與鏡頭的側視示意圖。

圖5是圖4的光機模組的後視示意圖。

圖6是本發明另一實施例的光機模組的後視示意圖。

圖7是本發明另一實施例的光機模組的後視示意圖。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之多個實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明，而非用來限制本發明。

圖1是本發明一實施例的投影機的方塊示意圖。請參考圖1，本實施例的投影機100包括光源110、光機模組120及鏡頭130。光源110用於產生照明光束L1。光機模組120包括光閥122，光閥122例如是數位微鏡裝置(digital micromirror devices，DMD)且用於將照明光束L1轉換為影像光束L2。鏡頭130用於將影像光束L2轉換為投影光束L3。

圖2是本發明一實施例的投影機的光機模組與鏡頭的側視示意圖。圖3是圖2的光機模組的後視示意圖。為了使圖式較為清楚，圖3省略繪示出圖2中的後端散熱模組128，且圖2省略繪示出圖3中的前端散熱模組129。請參考圖2及圖3，本實施例的光閥122具有相對的前端部122a及後端部122b。光機模組120還包括殼體124及導熱結構126，殼體124連接於光閥122的前端部122a，其中光閥122的前端部122a是以承靠的方式定位於殼體124。在本實施例中，導熱結構126例如但不限制為金屬材質(如銅製散熱結構)。導熱結構126配置於殼體124上，且至少部分地圍繞光閥122的前端部122a。鏡頭130配置於殼體124上。在本實施例中，光閥122具有光反射面S，光反射面S位於前端部122a 且用於將來自光源110(繪示於圖1)的光束反射至鏡頭130。

在本實施例中，光機模組120還包括後端散熱模組128(繪示於圖2)及前端散熱模組129(繪示於圖3)。在本實施例中，後端散熱模組128例如是散熱鰭片組且配置於光閥122的後端部122b，用於對後端部122b進行散熱。在其他實施例中，後端散熱模組可更包含連接於散熱鰭片組與後端部122b之間的熱管或水冷管(未繪示)，本發明不對此加以限制。在本實施例中，前端散熱模組129包括散熱鰭片組129a及至少一熱管129b(繪示兩個為例)，熱管129b連接於導熱結構126與散熱鰭片組129a之間，如此光閥122的前端部122a的熱可依序經由殼體124、導熱結構126及熱管129b而傳導至散熱鰭片組129a。在其他實施例中，也可以水冷管(未繪示)取代熱管129b而藉由水冷方式將熱從導熱結構126傳遞至散熱鰭片組129a。

在上述配置方式之下，光機模組120的殼體124上設置了導熱結構126，且導熱結構126圍繞光閥122的前端部122a。藉此，光閥122作用時所產生的熱不僅可透過位於後端部122b的後端散熱模組128進行散熱，更可透過圍繞前端部122a的導熱結構126及對應的前端散熱模組129進行散熱。如此一來，可進一步提升光閥122的散熱效率，並使光閥122的前端部122a與後端部122b具有較小的溫差，從而提升光閥122的使用壽命。據此，不需藉由增加散熱模組體積及散熱風扇轉速等方式來提升對光閥122的散熱效率，因而可避免大幅增加投影機的體積及產生過多的 噪音。

此外，由於導熱結構126是連接於殼體124並透過殼體124接收來自光閥122的熱，亦即導熱結構126不是直接連接於光閥122而是分離於光閥122，故導熱結構126的設置不會影響光閥122的組裝定位準確度，因而可確保投影機100具有良好的投影品質。再者，配置於殼體124上的導熱結構126可有效地對殼體124進行散熱，使配置於殼體124內的其他光學元件皆能夠獲得良好的散熱效果。

在本實施例中，光機模組120還包括無效光接收板(off ray plate)127，無效光接收板127配置於殼體124上且用於接收來自光閥122的無效光L4。此外，如圖2及圖3所示，部分的導熱結構126位於光閥122的前端部122a與無效光接收板127之間，以使無效光接收板127接收無效光L4時產生的熱透過導熱結構126而被傳導至前端散熱模組129，如此可避免無效光接收板127產生的熱經由殼體124被傳導至光閥122的前端部122a。

圖4是本發明另一實施例的光機模組與鏡頭的側視示意圖。圖5是圖4的光機模組的後視示意圖。在圖4及圖5所示實施例中，光機模組220、光閥222、前端部222a、後端部222b、殼體224、導熱結構226、後端散熱模組228、前端散熱模組229、散熱鰭片組229a、熱管229b、無效光接收板227、鏡頭230的配置方式類似於圖2及圖3的光機模組120、光閥122、前端部122a、後端部122b、殼體124、導熱結構126、後端散熱模組128、前端 散熱模組129、散熱鰭片組129a、熱管129b、無效光接收板127、鏡頭130的配置方式，於此不再贅述。

承上述，圖4及圖5所示實施例與圖2及圖3所示實施例的主要不同處在於，光機模組220還包括至少一致冷晶片(thermoelectric cooler，TEC)225(繪示多個為例)，致冷晶片225配置於殼體224與導熱結構226之間並接觸殼體224與導熱結構226，以對殼體224進行散熱並將熱傳遞至導熱結構226。

圖6是本發明另一實施例的光機模組的後視示意圖。在圖6所示實施例中，光機模組320、光閥322、前端部322a、後端部322b、殼體324、導熱結構326、前端散熱模組329、散熱鰭片組329a、熱管329b、無效光接收板327的配置方式類似於圖3的光機模組120、光閥122、前端部122a、後端部122b、殼體124、導熱結構126、前端散熱模組129、散熱鰭片組129a、熱管129b、無效光接收板127的配置方式，於此不再贅述。圖6所示實施例與圖3所示實施例的主要不同處在於：圖6的前端散熱模組329僅具有單一熱管329b，而非圖3的前端散熱模組129具有兩個熱管129b。在部分實施例中，圖6中位於圖面上方的前端散熱模組329也可具有多個分支結構(未繪示)。然而，在其他實施例中，前端散熱模組可具有其他適當數量的熱管，本發明不對此加以限制。

圖7是本發明另一實施例的光機模組的後視示意圖。在圖7所示實施例中，光機模組420、光閥422、前端部422a、後端部422b、殼體424、導熱結構426、前端散熱模組429、散熱鰭片 組429a、熱管429b、無效光接收板427的配置方式類似於圖3的光機模組120、光閥122、前端部122a、後端部122b、殼體124、導熱結構126、前端散熱模組129、散熱鰭片組129a、熱管129b、無效光接收板127的配置方式，於此不再贅述。圖7所示實施例與圖3所示實施例的主要不同處在於：圖7的導熱結構426僅部分地圍繞光閥422的前端部422a，而非圖3的導熱結構126完全地圍繞光閥122的前端部122a。

綜上所述，本發明的實施例至少具有以下其中一個優點，在本發明的上述實施例中，光機模組的殼體上設置了導熱結構，且導熱結構圍繞光閥的前端部。藉此，光閥作用時所產生的熱不僅可透過位於其後端部的後端散熱模組進行散熱，更可透過圍繞其前端部的導熱結構及對應的前端散熱模組進行散熱，以進一步提升光閥的散熱效率，並使光閥的前端部與後端部具有較小的溫差，從而提升光閥的使用壽命。在本發明的上述實施例中，由於導熱結構是連接於殼體並透過殼體接收來自光閥的熱，亦即導熱結構不是直接連接於光閥而是分離於光閥，故導熱結構的設置不會影響光閥的組裝定位準確度，而可確保投影機具有良好的投影品質。再者，在本發明的上述實施例中，配置於殼體上的導熱結構可有效地對殼體進行散熱，使配置於殼體內的其他光學元件皆能夠獲得良好的散熱效果。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發 明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。另外，本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。另外，本說明書或申請專利範圍中提及的“第一”及“第二”等用語僅用以命名元件(element)的名稱或區別不同實施例或範圍，而並非用來限制元件數量上的上限或下限。

120‧‧‧光機模組

122‧‧‧光閥

122a‧‧‧前端部

122b‧‧‧後端部

124‧‧‧殼體

126‧‧‧導熱結構

127‧‧‧無效光接收板

129‧‧‧前端散熱模組

129a‧‧‧散熱鰭片組

129b‧‧‧熱管

S‧‧‧光反射面

Claims (16)

1. 一種投影機，包括：一光源，用於提供一照明光束；一光機模組，包括：一光閥，用於將該照明光束轉換成一影像光束，其中該光閥具有相對的一前端部及一後端部；一殼體，其中該前端部承靠於該殼體；以及一導熱結構，配置於該殼體上，且至少部分地圍繞該前端部；以及一鏡頭，配置於該殼體上，且用於將該影像光束轉換成一投影光束，其中該光機模組還包括一無效光接收板，該無效光接收板配置於該殼體且用於接收來自該光閥的無效光。
2. 如申請專利範圍第1項所述的投影機，其中該光機模組還包括一後端散熱模組，該後端散熱模組配置於該後端部。
3. 如申請專利範圍第1項所述的投影機，其中該光機模組還包括一前端散熱模組，該前端散熱模組連接於該導熱結構。
4. 如申請專利範圍第3項所述的投影機，其中該前端散熱模組包括：一散熱鰭片組；以及至少一熱管，連接於該導熱結構與該散熱鰭片組之間。
5. 如申請專利範圍第3項所述的投影機，其中該前端散熱模 組包括：一散熱鰭片組；以及至少一水冷管，連接於該導熱結構與該散熱鰭片組之間。
6. 如申請專利範圍第1項所述的投影機，其中該光機模組還包括至少一致冷晶片，該致冷晶片配置於該殼體與該導熱結構之間。
7. 如申請專利範圍第1項所述的投影機，其中至少部分的該導熱結構位於該前端部與該無效光接收板之間。
8. 如申請專利範圍第1項所述的投影機，其中該光閥具有一光反射面，該光反射面位於該前端部且用於將來自該光源的光束反射至該鏡頭。
9. 一種光機模組，包括：一光閥，具有相對的一前端部及一後端部；一殼體，其中該前端部承靠於該殼體；一導熱結構，配置於該殼體上，且至少部分地圍繞該前端部；以及一無效光接收板，配置於該殼體且用於接收來自該光閥的無效光。
10. 如申請專利範圍第9項所述的光機模組，還包括一後端散熱模組，其中該後端散熱模組配置於該後端部。
11. 如申請專利範圍第9項所述的光機模組，還包括一前端散熱模組，其中該前端散熱模組連接於該導熱結構。
12. 如申請專利範圍第11項所述的光機模組，其中該前端散熱模組包括：一散熱鰭片組；以及至少一熱管，連接於該導熱結構與該散熱鰭片組之間。
13. 如申請專利範圍第11項所述的光機模組，其中該前端散熱模組包括：一散熱鰭片組；以及至少一水冷管，連接於該導熱結構與該散熱鰭片組之間。
14. 如申請專利範圍第9項所述的光機模組，還包括至少一致冷晶片，其中該致冷晶片配置於該殼體與該導熱結構之間。
15. 如申請專利範圍第9項所述的光機模組，其中至少部分的該導熱結構位於該前端部與該無效光接收板之間。
16. 如申請專利範圍第9項所述的光機模組，其中該光閥具有一光反射面，該光反射面位於該前端部。