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TWI805113B - 具有散熱功能之光源裝置及其投影機 - Google Patents

具有散熱功能之光源裝置及其投影機 Download PDF

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TWI805113B
TWI805113B TW110145434A TW110145434A TWI805113B TW I805113 B TWI805113 B TW I805113B TW 110145434 A TW110145434 A TW 110145434A TW 110145434 A TW110145434 A TW 110145434A TW I805113 B TWI805113 B TW I805113B
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黃振誠
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Abstract

一種具有散熱功能之光源裝置適用於投影機且包含投影機光源、導熱盤、導流件及流體驅動裝置。投影機光源具有熱點區域。導熱盤設置於投影機光源上且對應熱點區域之位置形成有凹孔結構。導流件對應凹孔結構之位置具有導流通道，導流通道具有寬入口端部及窄出口端部，導流件設置於導熱盤上以使得窄出口端部對準凹孔結構。流體驅動裝置設置於導流件上且連通於寬入口端部，流體驅動裝置驅動流體經由寬入口端部流入導流通道，且通過該窄出口端部以產生衝擊散熱流噴流至凹孔結構。

Description

具有散熱功能之光源裝置及其投影機
本發明關於一種具有散熱功能之光源裝置及其投影機，尤指一種利用衝擊散熱氣流對投影機光源進行散熱之光源裝置及其投影機。
就使用固態光源之投影機(如雷射投影機)而言，由於其內部熱能通常係會疊加累積在固態光源內，因此，投影機通常會配置有相對應之散熱模組以針對固態光源進行冷卻散熱，其常見散熱設計係將熱管之一端貼附在固態光源上，並且將散熱風扇設置在熱管之另一端，藉此，固態光源在運作時所產生的熱能即可透過熱管傳導至散熱風扇並經由散熱風扇所產生之散熱氣流帶走，從而達到降低固態光源之運作溫度的散熱目的。
然而，由於上述散熱設計僅能間接地透過熱管將固態光源之熱能傳導至位於熱管另一端的風扇，而無法近距離針對固態光源進行高效率散熱，因此常會因散熱效率不足而出現固態光源過熱問題，從而大大地影響投影機的使用安全性、運作穩定性，以及使用壽命。
因此，本發明的目的在於提供一種利用衝擊散熱氣流對投影機光源進行散熱之光源裝置及其投影機，以解決上述問題。
根據一實施例，本發明之具有散熱功能之光源裝置適用於一投影機，該光源裝置包含一投影機光源、一導熱盤、一導流件，以及一流體驅動裝置。該投影機光源具有至少一熱點區域。該導熱盤設置於該投影機光源上且對 應該至少一熱點區域之位置形成有一凹孔結構。該導流件對應該凹孔結構之位置具有一導流通道，該導流通道具有一寬入口端部以及一窄出口端部，該導流件設置於該導熱盤上以使得該窄出口端部對準該凹孔結構。該流體驅動裝置設置於該導流件上且連通於該寬入口端部，該流體驅動裝置驅動流體經由該寬入口端部流入該導流通道，且通過該窄出口端部以產生一衝擊散熱流噴流至該凹孔結構。
根據另一實施例，本發明之具有散熱功能之投影機包含一投影機主體以及一光源裝置。該光源裝置設置於該投影機主體內，該光源裝置包含一投影機光源、一導熱盤、一導流件，以及一流體驅動裝置。該投影機光源具有至少一熱點區域。該導熱盤設置於該投影機光源上且對應該至少一熱點區域之位置形成有一凹孔結構。該導流件對應該凹孔結構之位置具有一導流通道，該導流通道具有一寬入口端部以及一窄出口端部，該導流件設置於該導熱盤上以使得該窄出口端部對準該凹孔結構。該流體驅動裝置設置於該導流件上且連通於該寬入口端部，該流體驅動裝置驅動流體經由該寬入口端部流入該導流通道，且通過該窄出口端部以產生一衝擊散熱流噴流至該凹孔結構。
綜上所述，本發明係採用流體驅動裝置驅動流體進入導流件中且在通過上寬下窄之導流通道後可形成衝擊散熱流噴流至導熱盤之凹孔結構的設計，藉以產生對投影機光源之熱點區域進行衝擊流散熱之功效，如此一來，本發明係可有效地解決先前技術中所提到的因沒有近距離針對光源進行高效率散熱導致散熱效率不足而容易出現光源過熱的問題，從而大大地提升投影機的使用安全性、運作穩定性，以及使用壽命。
關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。
10:投影機
12:投影機主體
14:光源裝置
16:投影機光源
18、100:導熱盤
20、102:導流件
22:流體驅動裝置
24:凹孔結構
26、106:導流通道
28、108:寬入口端部
30、110:窄出口端部
104:散熱鰭片
H:熱點區域
D:間隙
F:衝擊散熱流
第1圖為根據本發明一實施例所提出之投影機之立體示意圖。
第2圖為位於第1圖之投影機主體內之光源裝置的簡示圖。
第3圖為第2圖之光源裝置沿剖面線A-A之剖面示意圖。
第4圖為根據本發明另一實施例所提出之一體成形之導熱盤以及導流件設置在投影機光源上之立體示意圖。
第5圖為第4圖之導熱盤以及導流件沿著剖面線B-B之剖面示意圖。
第6圖為第4圖之導熱盤以及導流件沿著剖面線C-C之部分剖面示意圖。
請參閱第1圖、第2圖以及第3圖，第1圖為根據本發明一實施例所提出之一投影機10之立體示意圖，第2圖為位於第1圖之一投影機主體12內之一光源裝置14的簡示圖，第3圖為第2圖之光源裝置14沿剖面線A-A之剖面示意圖。如第1圖、第2圖以及第3圖所示，投影機10係可為一般常見使用固態光源產生色光之投影設備(如雷射投影機，但不受此限)且包含投影機主體12以及光源裝置14。投影機主體12可包含常見配置於投影機內之主要投影元件，如投影鏡頭、投影光源、數位微鏡裝置(Digital Micromirror Device,DMD)等，其相關描述已見於先前技術中，於此不再贅述。
由第1圖、第2圖以及第3圖可知，光源裝置14係設置於投影機主體12內以用來提供投影機主體12投影所需之光線，光源裝置14包含一投影機光源16(以虛線簡示)、一導熱盤18(由可導熱材質所組成，如金屬)、一導流件20，以及一流體驅動裝置22(以虛線簡示)；投影機光源16可具有熱能集中的至少一熱點區域H(如透鏡出光處，於第3圖顯示二個，但不以此為限)，且導熱盤18係設置於投影機光源16上以及在對應熱點區域H之位置上形成有一凹孔結構24(較佳地為呈半圓球狀之盲孔，但不受此限，在另一實施例中，其亦可採用貫穿孔設 計)；導流件20係可較佳地由可導熱之金屬材質所組成(但不受此限，其亦可由塑膠材質所組成)且在對應凹孔結構24之位置具有一導流通道26，導流通道26具有一寬入口端部28以及一窄出口端部30，導流件20係設置於導熱盤18上以使得每一窄出口端部30對準相對應之凹孔結構24；流體驅動裝置22係設置於導流件20上且連通於寬入口端部28。
更詳細地說，在此實施例中，導流通道26係可為上寬下窄之噴嘴結構，導流件20可分離地設置於導熱盤18上(其可分離結構設計係常見於先前技術中，如卡勾槽孔卡合設計等，其相關描述於此不再贅述)，使得噴嘴結構之窄出口端部30位於凹孔結構24之上方且使得導流件20與導熱盤18相隔一間隙D；流體驅動裝置22係可較佳地為氣流產生器(如散熱風扇)以驅動空氣流體產生散熱氣流，但不以此為限，在另一實施例中，流體驅動裝置22係可為泵浦以產生散熱水流，至於採用何種設計，端視本發明之實際應用而定。
透過上述設計，如第3圖所示，流體驅動裝置22所產生之散熱氣流係可經由寬入口端部28流入導流通道26，且通過窄出口端部30以產生一衝擊散熱流F噴流至凹孔結構24後從間隙D離開凹孔結構24，藉以達到利用衝擊冷卻(Jet Impingement)技術以經由導熱盤18之凹孔結構24而針對投影機光源16之熱能集中區域(如熱點區域H)進行衝擊流散熱的效果，從而有效地提升光源裝置14之散熱效率。
綜上所述，本發明係採用流體驅動裝置驅動流體進入導流件中且在通過上寬下窄之導流通道後可形成衝擊散熱流噴流至導熱盤之凹孔結構的設計，藉以產生對投影機光源之熱點區域進行衝擊流散熱之功效，如此一來，本發明係可有效地解決先前技術中所提到的因沒有近距離針對光源進行高效率散熱導致散熱效率不足而容易出現光源過熱的問題，從而大大地提升投影機的使用安全性、運作穩定性，以及使用壽命。
值得一提的是，本發明所採用之導熱盤與導流件之配置係可不限於上述實施例所提及之可分離兩件式設計，其亦可採用一體成形設計，舉例來說，請參閱第4圖、第5圖，以及第6圖，第4圖為根據本發明另一實施例所提出之一體成形之一導熱盤100以及一導流件102設置在投影機光源16上之立體示意圖，第5圖為第4圖之導熱盤100以及導流件102沿著剖面線B-B之剖面示意圖，第6圖為第4圖之導熱盤100以及導流件102沿著剖面線C-C之部分剖面示意圖，在此實施例中所述的元件與上述實施例中所述的元件編號相同者，表示其具有相似的功能或結構，其相關描述於此不再贅述。
如第4圖、第5圖，以及第6圖所示，導流件102包含複數個散熱鰭片104，複數個散熱鰭片104係可自導熱盤100向上突伸形成且相互並排，藉以界定出具有一寬入口端部108以及一窄出口端部110的至少一導流通道106(第4圖顯示三個，但不以此為限)，且使得導流通道106之窄出口端部110連接於凹孔結構24，流體驅動裝置22(圖中未示)係設置於導流件102上且連通於寬入口端部108。
透過上述設計，如第5圖以及第6圖所示，流體驅動裝置22所產生之散熱氣流係可經由寬入口端部108流入導流通道106，且通過窄出口端部110以產生衝擊散熱流F噴流至凹孔結構24後沿著導流通道106而從導流通道106之前後兩側離開導流件102，藉以達到與上述實施例相同之衝擊流散熱效果，從而有效地提升本發明所提供之光源裝置的散熱效率。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
14:光源裝置
16:投影機光源
18:導熱盤
20:導流件
22:流體驅動裝置
24:凹孔結構
26:導流通道
28:寬入口端部
30:窄出口端部
D:間隙

Claims (14)

  1. 一種具有散熱功能之光源裝置，其適用於一投影機，該光源裝置包含：一投影機光源，其具有至少一熱點區域；一導熱盤，其設置於該投影機光源上且對應該至少一熱點區域之位置形成有一凹孔結構；一導流件，其對應該凹孔結構之位置具有一導流通道，該導流通道具有一寬入口端部以及一窄出口端部，該導流件設置於該導熱盤上以使得該窄出口端部對準該凹孔結構；以及一流體驅動裝置，其設置於該導流件上且連通於該寬入口端部，該流體驅動裝置驅動流體經由該寬入口端部流入該導流通道，且通過該窄出口端部以產生一衝擊散熱流噴流至該凹孔結構。
  2. 如請求項1所述之光源裝置，其中該導流通道為一噴嘴結構，該導流件可分離地設置於該導熱盤上，使得該噴嘴結構之該窄出口端部位於該凹孔結構之上方且使得該導流件與該導熱盤相隔一間隙，以允許該衝擊散熱流噴流至該凹孔結構後從該間隙離開該凹孔結構。
  3. 如請求項2所述之光源裝置，其中該導流件可由塑膠材質或金屬材質所組成。
  4. 如請求項1所述之光源裝置，其中該導流件包含：複數個散熱鰭片，其自該導熱盤向上突伸形成且相互並排以界定該導流通道，使得該導流通道之該窄出口端部連接於該凹孔結構，以允許該衝擊 散熱流噴流至該凹孔結構後沿著該導流通道離開該導流件。
  5. 如請求項1所述之光源裝置，其中該凹孔結構係為一盲孔或一貫穿孔。
  6. 如請求項5所述之光源裝置，其中該盲孔呈半圓球狀。
  7. 如請求項1所述之光源裝置，其中該流體驅動裝置係為一氣流產生器或一泵浦。
  8. 一種具有散熱功能之投影機，其包含：一投影機主體；以及一光源裝置，其設置於該投影機主體內，該光源裝置包含：一投影機光源，其具有至少一熱點區域；一導熱盤，其設置於該投影機光源上且對應該至少一熱點區域之位置形成有一凹孔結構；一導流件，其對應該凹孔結構之位置具有一導流通道，該導流通道具有一寬入口端部以及一窄出口端部，該導流件設置於該導熱盤上以使得該窄出口端部對準該凹孔結構；以及一流體驅動裝置，其設置於該導流件上且連通於該寬入口端部，該流體驅動裝置驅動流體經由該寬入口端部流入該導流通道，且通過該窄出口端部以產生一衝擊散熱流噴流至該凹孔結構。
  9. 如請求項8所述之投影機，其中該導流通道為一噴嘴結構，該導 流件可分離地設置於該導熱盤上，使得該噴嘴結構之該窄出口端部位於該凹孔結構之上方且使得該導流件與該導熱盤相隔一間隙，以允許該衝擊散熱流噴流至該凹孔結構後從該間隙離開該凹孔結構。
  10. 如請求項9所述之投影機，其中該導流件可由塑膠材質或金屬材質所組成。
  11. 如請求項8所述之投影機，其中該導流件包含：複數個散熱鰭片，其自該導熱盤向上突伸形成且相互並排以界定該導流通道，使得該導流通道之該窄出口端部連接於該凹孔結構，以允許該衝擊散熱流噴流至該凹孔結構後沿著該導流通道離開該導流件。
  12. 如請求項8所述之投影機，其中該凹孔結構係為一盲孔或一貫穿孔。
  13. 如請求項12所述之投影機，其中該盲孔呈半圓球狀。
  14. 如請求項8所述之投影機，其中該流體驅動裝置係為一氣流產生器或一泵浦。
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